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1、构造动力学大作业剖析结构动力学大作业姓名：学号：1构造动力学大作业剖析习题 1用缩法减进行瞬态构造动力学剖析以确立对有限上涨时间得恒定力的动力学响应。是一根钢梁支撑着集中质量并蒙受一个动向荷载。缮嚙艫贱横钣旧韻鲚覽离鲽筝蛮厭。实质构造t钢梁长L，支撑着一个集中质量M 。这根梁蒙受着一个上涨时间为，最大值为F1 的动向荷载F(t) 。梁的质量能够忽视，需确立产生最大位移响应时间梁中的最大曲折应力bend。tmax及响应ymax。同时要确立：资料特征：Ex2E5 MPa，质量M ，质量阻尼ALPHAD=8;mm4几何尺寸：L450mmh=18mm;荷载为： F120Nt提示：减少法需定义主自由度。
2、荷载需三个荷载步0 至加质量，再至，最后至1sANSYS命令以下：FINISH/CLE$/CONFIG,NRES,2000/prep7L=450$H=18ET,1,BEAM3ET,2,MASS21,4R,1,1,800.6,18R,2,30!MASS21的实常数次序N,1,0,0,0N,2,450/2,0,0N,3,450,0,0E,1,2$E,2,3! 创办单元TYPE,2$REAL,2E,2M,2,UYFINISH/SOLU! 进入求解层ANTYPE,TRANS扰誦軋驂矫壮擄跞纰义壩詒鲨櫳飨。2构造动力学大作业剖析TRNOPT,REDUC! 定义时间积分步长ALPHAD,8! 质量阻尼为
3、8D,1,UY$D,3,UX,UY! 节点 1Y 方向, 拘束节点 3X 、Y 方向拘束F,2,FY,0LSWRITE,1! 生成荷载步文件 1FDELE,ALL,ALLF,2,FY,20LSWRITE,2! 生成荷载步文件2TIME,1LSSOLVE,1,3,1LSWRITE,3! 生成荷载步文件FINISH/SOLU! 求解荷载文件1,2,33SOLVEFINISH! 扩展办理/POST26NUMVAR,0FILE,fdy,rdsp!課鉞问轍骐躜嬷蒼緱椭茧厩横嬙枥。注意，成立的工程名称为 fdy, 否那么高出最大变量数 200，结果无效PLVAR,2! 时间位移曲线PRVAR,2! 得出在
4、该时间点上跨中位移最大/POST1! 查察某个时辰的计算结果SET,FIRSTPLDISP,1! 系统在秒时总变形图ETABLE,Imoment,SMISC,6! 单元 I点弯矩ETABLE,Jmoment,SMISC,12! 单元 J 点弯矩ETABLE,Ishear,SMISC,2! 单元 I点剪力ETABLE,Jshear,SMISC,8! 单元 J 点剪力PLLS,IMOMENT,JMOMENT,1,0! 画出弯矩图PLLS,ISHEAR,JSHEAR,1,0! 画出剪力争结果以下;跟着时间位移的大小：3NSOL,2,2,U,Y,NSOL构造动力学大作业剖析可知系统在系统在秒时总变形图
5、秒时总变形最大。:由图中可知最大挠度为弯矩图以下:4构造动力学大作业剖析在时最大弯矩为，下部受拉。剪力争以下：在时最大剪力为。5构造动力学大作业剖析习题 2一辆汽车匀速经过一单跨桥，要求用有限元法剖析桥的动向响应。关于汽车施加于桥的荷载给出两种简化假定：一是讲挪动汽车简化成无质量的匀速挪动常量力；二是考虑到路面的不平坦，汽车的重量能够简化成简谐作使劲。同时讲单跨桥简化成简支梁。呒從镡舆层墮丟憒膠见龄叢觯籠锈。：资料特征：梁的弹性模量Ex，泊松比为，密度 Density2000;车轮间距2.56;几何尺寸：梁长L32m ，A，I 0.0001/12,h=0.1,荷载为：mg=1000 ，那么简谐
6、力FF1cos(t)1000cos(10t)，挪动速度 v=120 公里/ 小时。提示：简谐力的系数局部即为常量力；讲整个简支梁区分为 100 个单元，那么车子的前后轮之间讲包括一、不带静力剖析 ANSYS命令：FINISH/CLE$/CONFIG,NRES,2000/prep7LB=32NE=100$NN=NE+1P=1000$V=120*1000/3600DELTL=LB/NE!单元长度DENG=2000!密度GRA=9.8! 重力加快度ET,1,BEAM3MP,EX,1,EMMP,DENS,1,DENG*DO,I,1,NE$E,I,I+1$*ENDDOD,1,UX,UYD,NN,UYFI
7、NISH2.56/(32/100)=8个单元。!120km/h 变换为 m/sDELTT=DELTL/V!挪动一个单元所需要的时间!IM为惯性矩F1=ACOS(-1)/2/LB/LB*SQRT(EM*IM/(AREA*DENG)! 弹性体的自振频次*DO,I,1,NN$N,I,(I-1)*DELTL$*ENDDO! 创办节点!I 和 I+1节点连结并给予前面已经定义的单元6构造动力学大作业剖析瞬态剖析过程(不考虑静力的状况)/SOLUANTYPE,TRANS$SSTIF,ONTIMINF,ON!TIMINF,key,labOUTRES,ALL,ALLDELTIM,DELTT/10! 定义的时间
8、步长KBC,1$AUTOTS,ON*DO,I,1,NNTIME,I*DELTTFDELE,ALL,ALL! 删除从前施加的力F,I,FY,-P ! 施加目前力SOLVE*ENDDOFDELE,ALL,ALL! 删除全部的力/POST26绷縱奖畢紡队骥說鲣貿怄习鮞槨籩。NSOL,2,51,U,YNSOL,NVAR,NODE,Item,Comp,Name(U,Y移，假定观察速度的话，U 改为 V 即可)将PLVAR,2PRVAR,2FINISH结果以下：*ANSYSPOST26VARIABLELISTING*局部时间位移TIME51UYUY尷鸲膃櫺据虚霽镁釙镬鸣还戋眾囅。7代表桥梁跨中节点Y 方向
9、的位构造动力学大作业剖析可知在 t=1s时桥梁跨中位移最大为二、带静力剖析 ANSYS命令：FINISH/CLE$/CONFIG,NRES,2000/prep7LB=32NE=100$NN=NE+1! 单元数为 100 个, 节点数为 101 个P=1000$V=120*1000/3600! 定义荷载和挪动速度，并将挪动速度变换为DELTL=LB/NE! 单元长度DELTT=DELTL/V!挪动一个单元所需要的时间!IM为惯性矩DENG=2000! 密度! 重力加快度F1=ACOS(-1)/2/LB/LB*SQRT(EM*IM/(AREA*DENG)! 弹性体的自振频次ET,1,BEAM3MP
10、,EX,1,EMm/sMP,DENS,1,DENG擬鰱著电榿岭賕從讹賦赊選诛鷗靓。8构造动力学大作业剖析*DO,I,1,NN$N,I,(I-1)*DELTL$*ENDDO! 创办节点*DO,I,1,NE$E,I,I+1$*ENDDO!I 和 I+1节点连结并给予前面已经定义的单元D,1,UX,UYD,NN,UYFINISH瞬态剖析过程静力剖析/SOLUANTYPE,TRANS$SSTIF,ON! 关于于梁和壳元，在大挠度剖析中往常应当使用应力刚化。TIMINF,OFF! 封闭时间积分效应，进行静力剖析ACEL,GRA!ACEL,ACELX,ACEL Y,ACELZTIME,1E-5$NSUBS
11、T,2!2为目前荷载步的子步数, 上述几步的意思是将静力作用看做是预应力进行办理。KBC,1! 阶跃荷载SOLVETIMINF,ON!TIMINF,key,labOUTRES,ALL,ALLDELTIM,DELTT/10! 定义的时间步长KBC,1$AUTOTS,ON! 定义荷载作用方式，打开自动时间步。*DO,I,1,NNTIME,I*DELTTFDELE,ALL,ALL! 删除从前施加的力F,I,FY,-P! 施加目前力SOLVE*ENDDO锦煩諛摊艤烦艫虛嵝蒉焕压靓場闺。FDELE,ALL,ALL! 删除全部的力/POST26NSOL,2,51,U,Y!NSOL,NVAR,NODE,It
12、em,Comp,Name(U,YPRVAR,2FINISH移，假定观察速度的话，将PLVAR,2U 改为 V 即可)代表桥梁跨中节点Y 方向的位输出结果以下：局部时间位移TIME51UYUY圆蚂锵辚誰諮钵粪节饗側趕鍬灾酾。9构造动力学大作业剖析T=1s 时跨中位移最大为三、简谐荷载不带静力剖析ANSYS命令流：FINISH/CLE$/CONFIG,NRES,2000/prep7玮鯀郓饋瑋苎纈貝获苹維岡樂宠藓。10构造动力学大作业剖析LB=32NE=100$NN=NE+1P=1000$V=120*1000/3600!120km/h 变换为 m/sDELTL=LB/NE! 单元长度DELTT=DE
13、LTL/V!挪动一个单元所需要的时间!IM为惯性矩DENG=2000!密度! 重力加快度F1=ACOS(-1)/2/LB/LB*SQRT(EM*IM/(AREA*DENG)ET,1,BEAM3闡韓伛贞炼桤閘絎餿诞癤醞烫拟狭。MP,EX,1,EM! 弹性体的自振频次MP,DENS,1,DENG*DO,I,1,NN$N,I,(I-1)*DELTL$*ENDDO! 创办节点*DO,I,1,NE$E,I,I+1$*ENDDO!i和 i+1节点连结并给予前面已经定义的单元 D,1,UX,UYD,NN,UYFINISH瞬态剖析过程(不考虑静力的状况)/SOLUANTYPE,TRANS$SSTIF,ON!
14、关于于梁和壳元，在大挠度剖析中往常应当使用应力刚化。TIMINF,ON!TIMINF,key,labOUTRES,ALL,ALLDELTIM,DELTT/10! 定义的时间步长KBC,1$AUTOTS,ON*DO,I,1,NNTIME,I*DELTTFDELE,ALL,ALL! 删除从前施加的力F,I,FY,-P*cos(10*I*DELTT) ! 施加目前力,cos(wt),t 用 I表示就能够近似表达简谐力SOLVE*ENDDOFDELE,ALL,ALL! 删除全部的力/POST26徕褸赣鵒壢繭锢綱缒雠裊赕吓绞问。NSOL,2,51,U,Y!NSOL,NVAR,NODE,Item,Comp
15、,Name(U,Y移，假定观察速度的话，将U 改为 V 即可)代表桥梁跨中节点Y 方向的位PLVAR,2PRVAR,2FINISH;*ANSYSPOST26VARIABLELISTING*输出结果以下51UYTIMEUY局部时间位移11构造动力学大作业剖析幃阃数滲莖繰钗罢飒静鳇鋮惯滚銠。由图可知在时跨中位移，当时跨中位移为12构造动力学大作业剖析结论：本题采纳了理论剖析和 ANSYS模拟计算联合的研究方法，对挪动荷载作用下桥梁的动向响应做了剖析，经过 ANSYS软件对车桥系统的动向模拟，获得在不一样时间不一样荷载作用下的梁的响应，并进行了比较剖析，反应出了它的振动特征，主要有以下结论：1，此刻理论借助计算机剖析和有限元法，更为真切的模拟了车辆和桥梁的状态，荷载质量和运转时间对车桥系统的互相影响；2，不论车的荷载多少，整个桥梁的最大动挠度都发生在跨中邻近，挪动荷载的激振成效只对桥梁的一阶频次起明显作用，高阶成分的影响不显然，对桥梁最大挠度的研究只要对跨中最大挠度剖析即可；3，最大挠度其实不是老是发生在挪动荷载位于跨中时，而是发生在挪动荷载进过在跨中地点的前后时辰；4，本题对桥梁简化为简支梁进行研究，拥有必定的限制性，怎样实现三维状态下桥梁在挪动荷载作用下的动向响应的研究，还需做深入的研究。5，寵幣饨闲师藝荠賭摊裆備进隴斂氲。13
