问题 1 梁的挠度
问题描述:
本例分析一个简单的梁结构。分析的每一步都给出了相应的结果。
第一部分主要包括以下内容:
启动/退出AUI
定义点
定义线
施加边界条件
定义材料
定义截面
定义并施加荷载
生成单元
生成ADINA 数据文件
保存ADINA-IN 数据库文件
运行ADINA
读入运行ADINA后产生的 结果 文件
画带有边界条件的网格图
画荷载
列最大挠度
画弯矩图、剪力图
第二部分主要演示以下主题:
打开ADINA-IN数据库文件,获取前面已建立的模型
删除以前定义的荷载并定义新的荷载
第三部分主要包括以下内容:
给现有模型增加边界条件
从模型中删除单元
单击绿色的列,填表
在线上指定划分份数,并在线上生成单元
放大变形图
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第一部分: 在自由端施加荷载引起的变形
长度单位:米
E = 2.07X1011 N/m 2
启动 AUI ,选择有限元程序
启动AUI,从程序模块的下拉式列表框中选ADINA。
建立几何模型
建立模型时,手绘一些如下图所示的关键几何尺寸图对几何建模是很有帮助的。
通过本例的分析,读者可以体会到画几何尺寸图的益处。
单击Define Points图标 ,并把以下信息输入到表中:
(表中:元素区域若为空白,则该元素作为0处理) 然后单击OK。 图形窗口如下图所示:
现在单击Define Lines 图标 ,然后单击Add..按钮定义1号线。把点1输入到区域1,点2
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输入到区域2,然后单击OK。图形窗口如下图所示:
定义边界条件
单击Apply Fixity 图标 ,在Point # 列的第一行输入1,然后单击OK。
单击Boundary Plot图标 ,图形窗口如下图所示:
定义荷载
单击Apply Load图标 打开Apply Load 对话框。检查 Load Type是Force后,单击Load
Number 区域右侧的Define... 按钮。 在Define Concentrated Force对话框中,增加force 1,值为
300, 把Y Force Direction 设置为-1,单击OK。把Apply Load 对话框中表的第一行的Site #设置
为2,然后单击OK关闭Apply Load 对话框。
单击Load Plot图标 ,在图形窗口中可看到如下图所示的信息。
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定义截面
单击Cross Sections图标 。增加cross-section 1,在Width 和Height区域分别输入0.02 ,然
后单击OK。
定义材料
单击Manage Materials 图标 ,再单击Elastic Isotropic 按钮。 在Define Isotropic Linear
Elastic Material 对话框中, 增加material 1,把Young’s Modulus设置为 2.07E11,然后单击OK。
单击Close按钮关闭Manage Material Definitions对话框。
定义单元
单元组: 单击Define Element Groups图标 ,增加group 1,把Type设置为Beam,然后单
击OK。
生成单元: 单击Mesh Lines图标 ,在Auxiliary Point 区域输入 3,在Line # 表的第一行输
入1,然后单击OK (辅助点用于定义单元局部坐标系的方向;单元的s-方向位于由单元和辅助点
定义的平面内,并指向辅助点),在图形窗口中可看到如下图所示的信息。
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生成ADINA 数据文件, 运行ADINA, 把结果文件载入到ADINA-PLOT
先单击Save ,把数据库保存到文件prob01中 (“Save as type” 区域应该是“ADINA-IN
Database Files (*.idb)”)。生成ADINA数据文件并运行ADINA,单击Data File/Solution图标 ,
把文件名设置成prob01,确认选了Run ADINA按钮后,单击Save。ADINA运行完毕后,显示
“Solution successful, please check the results”提示信息。关闭所有对话框。从程序模块的下拉式列
表框中选择ADINA-PLOT,单击Yes,其余选默认,单击Open ,打开结果文件prob01。
画变形图
单击Boundary Plot 图标 显示边界条件。然后单击Load Plot 图标显示荷载,在图形窗
口中可看到如下图所示的信息。
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列自由端的挠度
选 List_Extreme Values_Zone。 在 “Variables to List” 框中,第一行从右侧的下拉式列表框
中选Y-DISPLACEMENT (列表框带有向下的箭头)。然后单击Apply。
AUI 显示节点2的y向位移(挠度)值是-3.62319E-02 。这也是梁在该点的理论挠度值;一
个简单的梁单元就足以满足本例的精度了,因为梁单元中包括一个三次位移项,这也是梁的理
论计算所要求的。单击Close关闭对话框。
画弯矩图、剪力图
弯矩图: 选Display—Element Line Plot—Create,把Element Line Quantity项设置成
BENDING—MOMENT-T,然后单击OK。图形窗口如下图所示:
剪力图: 选Display—Element Line Plot—Modify,把Element Line Quantity项设置成
SHEAR_FORCE-S然后单击OK。图形窗口如下图所示:
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退出ADINA-PLOT、 AUI
选 File—Exit,然后单击Yes,其余选默认,退出 ADINA-AUI。
第二部分: 由均布荷载引起的挠度
给该悬臂梁施加如图所示的均布荷载:
启动 AUI 并从程序模块下拉式列表框中选 ADINA。再从File菜单下部的最近打开过的文
件列表中选 prob01.idb (File—Recently Opened Files for UNIX versions)。
删除并重新定义荷载
删除荷载:单击Apply Load图标 ,再单击Clear按钮,然后单击OK关闭对话框。
单击Redraw 图标 更新图形窗口。单击OK关闭 “No loads in load plot. Creating empty load
plot” 测试框。图形窗口如下图所示:
重新定义荷载:单击Apply Load图标 ,把Load Type设置为Line。单击Load Number field
右侧的 Define...按钮。在Define Line Load 对话框中定义线荷载号1,把Magnitude [Force/Length]
设置为500,然后单击OK。在Apply Load 对话框的表的第一行,把Site #设置为1,Aux. Point 设
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置为3,然后单击OK。
单击Redraw 图标,图形窗口如下图所示:
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生成ADINA 数据文件,运行 ADINA,后处理
把ADINA-IN 数据库存为一个新文件,选 File—Save As,输入prob01a 然后单击OK。
单击Data File/Solution图标 ,输入文件名 prob01a,确认选了Run ADINA按钮后,单击Save。
运行完ADINA后,关闭所有对话框。
本次除了导入的结果文件是prob01a外,其余的后处理步骤和前面集中力后处理的步骤完全
一样。本例中均布荷载作用下,自由端的挠度是-2.26449E-02。这也和理论计算值一致。带有荷
载和边界条件的变形图如下图所示:
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