ANSYS实战：桁架桥梁结构分析教程

"ANSYS实例分析75道，包含一个基于图形界面的桁架桥梁结构分析的详细步骤。" 在ANSYS实例分析75道中，我们聚焦于一个具体的工程问题，即对一座名为"OldNorthParkBridge"的历史桁架桥进行结构分析。这个例子旨在演示如何使用ANSYS软件进行有限元分析，它是一个广泛应用于工程领域，特别是结构力学分析的工具。 首先，此案例中的桥梁由三种不同的型钢构成，包括顶梁及侧梁、桥身弦杆和底梁，其几何性能参数如惯性矩和横截面积在表3-6中列出。桥梁总长32米，高5.5米，由8个4米长的桁架段组成。为了简化分析，只考虑卡车位于桥梁中央时的情况，其质量设定为4000kg，其作用力被简化为三个点载荷P1、P2和P3，其中P1和P3各为5000N，P2为10000N。 接下来，我们详细讨论ANSYS的分析流程： 1. 启动ANSYS并设定工作环境：通过程序菜单启动ANSYS Interactive，设置工作目录为存放分析文件的地方，并设定初始作业名称为“TrussBridge”，然后运行并确认。 2. 选择计算类型：在ANSYS主菜单中，进入Preferences...，选择Structural选项，以设置分析类型为结构力学分析。 3. 定义单元类型：在Preprocessor子菜单下，选择ElementType，添加所需的单元类型，此处是 Beam:2delastic3，表示我们将使用的梁单元。 4. 定义实常数：在分析中，我们需要指定梁单元的截面参数，如面积和惯性矩。在RealConstants子菜单中，添加新的实常数，选择Type1Beam3，设定实常数集1，输入AREA为2.19E-3（平方米），Izz为3.83e（平方米四次方）。 除了以上步骤，完整的分析过程还包括创建模型网格、施加边界条件、求解和后处理等步骤。在创建模型网格阶段，我们需要将桥梁的几何形状离散化为有限元；接着，应用边界条件，比如固定端约束和载荷的施加；随后，运行求解器计算结构响应；最后，通过后处理查看和解释结果，如应力、位移和应变等。 通过这个案例，学习者可以深入理解ANSYS的工作流程，掌握如何处理实际工程问题，并且能够运用这些技能解决其他类似的结构分析问题。此外，了解这些实例对于理解有限元方法在实际工程中的应用也具有重要意义。