Workbench界面Beam技术进展
1概述
梁(Beam)是结构仿真中三大类主要结构之一(另外两个为实体、壳),可用来模拟各种刚架或者薄壁结构的加强筋。在ANSYS经典界面,梁的技术非常成熟,无论是几何模型的创建,还是各种截面形式的设置,方向调整等,都可以方便的实现;在Workbench截面,对于梁模型的模拟,在后处理中处理非常方便,可以直接绘制弯矩图、剪力图等。
2几何建模
DM(DesingModeler)作为几何模型处理工具,可以方便的查看模拟的实际结构,而不必像在经典界面那样必须划分网格后才能查看结构的真实式样。
生成几何的方法:
A使用概念建模(Concept)工具进行
可以通过草图、模型的边或者几何点创建梁的几何模型,可以是直线,也可以是曲线。
B文件导入(R16增加功能)
利用文件创建正弦曲线
截面生成方法
A使用section生成工具
DM内置了12个截面生成的工具,其中10个预定义的截面;1个可以根据截面的面积、重心等10个属性定义截面;一个可以自己通过草图绘制截面。
在这些截面设置方法中,只有10个预定义的截面在meshing中划分网格后可以查看。
B 使用文件导入法(R16)
中间文件的部分内容:
C Mechanical截面处理(2020R1)
DM中只需要创建几何模型,在Meshing界面中,可以生成新的截面或者修改已创建的截面参数,也可对截面的尺寸进行参数设置,并可以通过offset进行截面型心的设置。
3后处理
自从R16.0版本增加了梁单元截面结果的输出后,可以直接查看梁单元的应力、应变结果,当然可以利用专用的Beam result工具进行结果的输出。
4 算例
如下图所示结构,假设截面为矩形,边长为0.1m,材料为结构钢,杨氏模量210GPa,泊松比0.3,计算梁的应力分布、剪力和弯矩图。
步骤:
A) 设置分析类型
启动Workbench,创建静力学分析流程。
B) 创建材料
双击Engineering Data,复制材料StructuralSteel,生成新材料,重命名为rec,修改杨氏模量,如下图:
C) 创建几何模型
启动DM,创建几何模型,生成长度为4m的line body
利用分割工具,分割为1:3两部分
D) 创建截面
启动Mechanical,插入矩形截面,设置边长为0.1m,并赋给结构。
E) 划分网格
修改结构的材料为rec,并指定单元尺寸为0.1m,划分网格。
F) 施加约束及载荷
G) 结果后处理
1最大应力
2 弯矩图&剪力图
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