利用AutoCAD机械版对钢梁结构进行力学分析

周站长 2022年10月3日00:43:53图文教程评论1,1121817字阅读2分43秒阅读模式
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机械设计中包括一些简单的钢梁结构,可以通过材料力学的知识进行计算,但Autocad mechanical 版本自带有限元分析插件,可进行简单的应力变形计算,大大提高了计算效率。

本文以10#槽钢为例,长度为1m,作为简支梁结构进行计算,具体操作过程如下,以Autocad Mechanical 2018 为例,

步骤一:先打开Autocad Mechanical 2018,点击界面上顶部菜单工具集,再点击型材菜单,选择10号槽钢,如图1所示;

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图1 型材选择界面

步骤二:在绘图区出现槽钢图形以后,点击顶部菜单栏“有限元分析”菜单下方的“计算”-“惯性矩”菜单,如图2所示;

利用AutoCAD机械版对钢梁结构进行力学分析

图2 惯性矩计算启动

步骤三:选择惯性矩菜单后选择槽钢内部区域,然后选择载荷方向,本次选择竖直向下,然后出现惯性矩等参数,如图3所示,其中I1为计算应力与变形的重要参数。

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图3 惯性矩参数

步骤四:在槽钢图块下面绘制一条长度为1m的直线,点击顶部菜单:扰度线,如图4所示;

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图4 扰度线计算启动

步骤五:根据命令提示,选择惯性矩参数表,然后选择1m线的两端,出现扰度计算参数设置,如图5所示,可以选择支承形式,本次选择两端简支形式,即第二个图标,接下来选择载荷,本次选择在梁中间位置施加竖直向下的力,即第一个图标,本次选择1000N,下一步选择材料,本次选择默认材料Q235 ,最后选择结果输出参数,即我们关心的指标参数,力矩和扰度。

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图5  计算菜单

步骤六:最终计算结果如图6所示。其中黄色粗线示意变形量,绿色细线示意弯矩值,在梁的中心处变形量及弯矩值最大,及应力最大。具体计算值如图7所示。

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图6 计算结果图形

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图7 计算结果表格

由图7可知,最大变形量只有0.05mm,最大应力为6.3MPa,因为Q235材料屈服强度为235MPa,所以安全系数为37.3。因此该简支梁在中心竖直载荷1000N作用下是安全的。

此次计算可以通过材料力学计算公式进行验证,本次不做叙述。经计算公式验证,该结果与理论计算完全一致。

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周站长
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