Лабораторная работа №2

Рассматривается задача о равновесии плоской рамы. Для решения создается входной файл. 

Раздел препроцессора

Для сохранения эпюр создаём выходной графический файл следующими командами

F_R = 'SMs3'       ! задаём имя графического файла в рабочей папке  
/show, F_R, grph   ! В режиме /BATCH задаем вывод графики
                   ! в файл "f_r".grph
Тип элемента выбираем следующий
et,1,beam3       ! Элементы с TYPE=1 - , балочные КЭ BEAM3

Задаем геометрические и материальные параметры (в каждой задаче они свои)

r, 1, 37.5, 3800, 24 ! REAL CONST. типа REAL=1 : (двутавр N 20а)
                     !   площадь поперечного сечения AREA=28.9 ,
                     !   момент инерции IZZ=2030 ,
                     !   толщина HEIGHT=20
mp, ex, 1, 2e6       ! MAT. PROP. типа MAT=1: модуль Юнга EX=2e6

Если в раме есть участок с равномерно распределенной нагрузкой, удобно заранее задать параметр

n_fill=16      ! число КЭ, генерируемых 
               ! на участке с распределенной нагрузкой

(имя параметра - произвольное)

Затем при создании элементов используем команду

fill, 3, 3+n_fill, n_fill-1  ! Генерируем n_fill-1 равноотстоящих узлов
                             ! между узлами 3 и 3+n_fill

Затем для создания элементов создаём цикл

*do, i, 3, 3+n_fill
  e, i, i+1
*enddo

Если рама содержит шарнирный узел, должны существовать два различных узла с одинаковыми геометрическими координатами. Кроме того, для таких узлов нужно связать между собой по отдельности узловые степени свободы UX и UY так, чтобы обеспечить их равенство. Данная процедура может быть осуществлена в ANSYS в препроцессоре по командам CP следующим образом:

cp, 1, ux, 2, 3 $ cp, 2, uy, 2, 3   ! Связываем степени свободы UX и UY
                                    ! в совпадающих узлах 2 и 3 для задания
                                    ! промежуточного шарнира

Знак '$' используется, если нужно поставить сразу две команды в одну строку.

Раздел решения

Краевые условия и сосредоточенные нагрузки задаются так же, как и для фермы, командами d и f. На участках с распределённой нагрузкой создаём цикл

*do, i, 2, 1 + n_fill
 sfbeam, i, , pres, 40  ! Задаем распределенную нагрузку
*enddo

Раздел постпроцессора

Следующий фрагмент кода содержит все команды, нужные для вывода в файлы численного и графического результатов.

/post1
 ! Согласно документации по КЭ BEAM3 при KEYOPT(9)=0
 ! определяем указатели на значения нормальных и поперечных сил и
 ! изгибающих моментов на концах элементов
etable,mforxi,smisc,1  ! Smisc,1 - нормальная сила N в узле I
etable,mforxj,smisc,7  ! Smisc,7 - нормальная сила N в узле J
etable,mforyi,smisc,2  ! Smisc,2 - поперечная сила Q в узле I
etable,mforyj,smisc,8  ! Smisc,8 - поперечная сила Q в узле J
etable,mmomzi,smisc,6  ! Smisc,6 - изгибающий момент M в узле I
etable,mmomzj,smisc,12 ! Smisc,12 - изгибающий момент M в узле J
/output,F_R,res   ! Направляем вывод в файл .res
prrsol            ! Печатаем опорные реакции
pretab,mforyi,mforyj       ! Печатаем поперечные силы
pretab,mforxi,mforxj       ! Печатаем нормальные силы
pretab,mmomzi,mmomzj       ! Печатаем изгибающие моменты
/output
/pnum,node,1  ! Нумеровать узлы при графическом показе
eplot         ! Нарисовать элементы
/pbc,u,,1     ! Показывать условия закрепления 
              ! для механических степеней свободы
/pbc,cp,,1    ! Показывать связанные степени свободы
  ! Для показа сил и моментов используются команды:
/pbc,f,,1
/pbc,m,,1
/psf,pres,norm,1 ! Показывать распределенные нормальные нагрузки
/pnum,elem,1  ! Нумеровать элементы
/pnum,node,0  ! Не нумеровать узлы
/number,1  ! Занумерованные объекты показывать 
           ! только различным цветом без нумерации
/zoom,1,scrn,,,1.7 ! Масштабировать окно для удобства
/pbc,all,,0      ! Не показывать механические условия закрепления,
                 ! силы, моменты и связанные степени свободы
/psf,pres,norm,0 ! Не показывать распределенные нагрузки
/pnum,elem,0     ! Не нумеровать элементы
/triad,off       ! Не показывать начало и систему координат 
plls,mforyi,mforyj,-2  ! Графический показ эпюры поперечных сил Q 
  ! Поперечные силы в ANSYS имеют противоположный знак 
  ! по сравнению с принятым в указанном выше задачнике
plls,mforxi,mforxj,2   ! Графический показ эпюры нормальных сил N
plls,mmomzi,mmomzj,2   ! Графический показ эпюры изгибающих моментов M
finish 

Студенты сдают отчёт, включающий в себя:

  • Постановку задачи
  • Текст программы
  • Результаты работы программы, сравнение с точными результатами.