70

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Наседкин а.В. Решение учебных задач сопротивления материалов в ansys

Ростов-на-Дону

2007

Наседкин А.В. Решение учебных задач сопротивления материалов в ANSYS // Ростов-на-Дону: УПЛ ЮФУ, 2007. 71 с.: ил.

Печатается по решению кафедры математического моделирования факультета математики, механики и компьютерных наук ЮФУ в рамках проекта K-07-T-41 программы развития ЮФУ.

В пособии рассмотрены авторские программы по решению основных типов учебных статических[ задач по сопротивлению материалов в конечно-элементном комплексе ANSYS.

Пособие предназначено для преподавания дисциплин в рамках магистерской образовательной программы «Математическое моделирование и компьютерная механика».

Пособие может быть также использовано студентами и аспирантами факультета математики, механики и компьютерных наук, специализирующихся в областях механики твердого деформируемого тела, механики жидкости и газа, математического моделирования и вычислительной математики.

© Наседкин А.В., Южный федеральный университет, 2007.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Введение ................................................................................................. 4

1. Расчет ферм ........................................................................................ 5

2. Плоский изгиб балок ......................................................................... 16

3. Расчет рам .......................................................................................... 24

4. Различные статические задачи изгиба и кручения

стержневых систем ............................................................................ 39

1. Кручение стержней ..................................................................... 39

2. Кривые стержни .......................................................................... 46

3. Несимметричные балки переменного сечения

и балки на упругом основании .................................................. 58

4. Начальные и температурные деформации ............................... 65

Литература .............................................................................................. 71

Введение

В данном пособии собраны примеры решения основных статических задач сопротивления материалов на конечно-элементном комплексе ANSYS. Рассмотрены следующие разделы: расчет ферм на растяжение - сжатие, изгиб балок, расчет рам, задачи кручения, расчеты кривых стержней, балок с несимметричным или переменным поперечным сечением, балок на упругом основании, внецентренное растяжение - сжатие, учет начальных и температурных деформаций. По каждому разделу приведены программы для ANSYS с подробными комментариями, составленные автором и решающие одну из задач раздела. Дано сравнение полученных результатов с известными аналитическими решениями.

Все рассмотренные задачи относятся к «прямым» задачам сопротивления материалов, в которых для заданных конструкций по известным силовым факторам требуется рассчитать напряжения, реакции и т.п. Оптимизационные задачи сопротивления материалов, которые также можно решать на ANSYS, здесь не рассматриваются.

Приведенные программы предназначены для выполнения в пакетном режиме BATCH. При использовании данных программ в интерактивном режиме, если предполагается их дальнейшая отладка без выхода из ANSYS, рекомендуется закомментировать первую строку /BATCH, последнюю строку /EXIT и строку с командой /SHOW... При необходимости переназначить графический вывод на экран (вместо вывода в файл) в операционных системах Windows можно по команде

/SHOW,WIN32

Задания желательно выполнять последовательно, поскольку материал каждого отдельного раздела опирается на предыдущее изложение.

Пособие написано на основе разработанного ранее [9]. В настоящей редакции все программы проверены и при необходимости переработаны применительно к версии ANSYS 11.0, а для ряда примеров добавлены интерактивные варианты решения задач.

Предыдущая редакция оказалась достаточно полезной как для изучения техники решения задач сопротивления материалов в ANSYS, так и для ознакомления с методологией составления программ на языке APDL ANSYS. Так, часть программ из [9] были представлены в [10]. Автор надеется, что и новая редакция будет полезным материалом для изучения принципов работы в современным версиях ANSYS.

Автор с благодарностью примет замечания по данному выпуску, которые можно направить по e-mail: nasedkin@ math.rsu.ru.