logo
CAE應用解決方案專家
400 - 6046 - 636

Abaqus | 三維剛架與桁架模型分析

有限元: 2021-02-07 11:33:42 閱讀數(shù): 4207 分享到:

剛架:由梁和柱組成的結構,各桿件主要受彎,剛架的結點主要是剛結點。剛架強調的是結構的剛度,不一定是鋼結構。

桁架:一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力,從而能充分利用材料的強度,在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料,減輕自重和增大剛度。


案例一:三維鋼框架模型分析

選取梁單元創(chuàng)建部件,材料為鋼材,密度7.85E-09,楊氏模量206000,泊松比0.3,屈服應力235,塑性應變0,量綱選取mm級,截面形狀工字鋼。

設置一個分析步,打開幾何非線性,初始增量步設為0.001,無需定義相互作用,底端完全固定,左端中心施加200mm的位移。網格全局尺寸為600,采用B31兩結點空間線性梁單元。



由于工字形截面有不同的積分點位置,默認為底部翼緣的左邊,導致顯示的受力云圖不對稱,需在結果選項卡中設置截面點-包絡,只顯示每個截面的最大應力。

應力云圖不對稱


繪制左端中心結點的位移-力曲線,查看數(shù)據(jù)表可見在200mm位移時,受到267.486KN的力。

繪制左端中心結點的位移-力曲線,查看數(shù)據(jù)表可見在101.975mm位移時,受到232.295Mpa應力,即將達到屈服應力235Mpa。

案例二:桁架單元網架分析

選取桁架單元創(chuàng)建部件,材料為鋼材,密度7.85E-09,楊氏模量206000,泊松比0.3,屈服應力235,塑性應變0,量綱選取mm級,桁架單元截面形狀為圓形,這里選擇直徑為100mm,壁厚為3mm,計算截面積為914.203。


設置一個分析步,打開幾何非線性,初始增量步設為0.001,無需定義相互作用,底端四個結點鉸結,頂端16個結點施加-100KN的集中力,對整個模型添加重力,即重力加速度-9800,這里注意單位量綱。

桁架單元的網格劃分,需要局部布種,按個數(shù)為1布置,采用T3D2兩結點線性三維桁架單元。

查看位移,應力云圖,觀察到頂部四個角點的位移最大為5.378mm,底部四個鉸結支座反力為403.7KN,四角的錐體桿件的應力偏大。



選取下圖兩個桁架桿繪制應力,查看數(shù)據(jù)表可知上弦桿應力為82.741Mpa,腹桿為161.473Mpa。

來源:Building可視庫