一个力学模型引起的思考

330794928 发表于 2011-11-17 20:30:15 | 显示全部楼层 | 阅读模式
如下图所示,杆件CE,DF分别受到2KN/m的均布荷载,求各杆件的弯矩图:
               file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-24506.png
                  
分析:在此题中我们可以看到其杆件结构的抗弯刚度不同,所谓的抗弯刚度是由弹性模量E与惯性矩I的乘积的来,它反映了物体在受到外力荷载下,抵抗变形能力的大小,也就是说当构件抗弯刚度越大,在外荷载下其本身变形也就越小!弹模E是反映材料本身抵抗变形的能力。而I则是反映截面类型对抵抗变形的能力。当不同刚度杆件组合在一起的时候,结构所受的弯矩会因此发生改变。下面我用midas建模来分析此题:
第一步:定义材料类型,这里我们选择钢材(其实在力学模型中材料种类,对最后的结果将不产生影响)

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-7170.png

第二步:定义材料的截面。 我们从题可以看出因为有三种不同的抗弯刚度,所以我们要选择三种不同的截面形式(材料本身我们已经在第一步定义完成,所以只有改变材料的横截面特征也就是惯性矩I. 由观察可知杆件I大小比例是1:2:4。我们知道矩形的惯性矩公式是file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-738.pngfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-32654.png
只要把b的大小按照124即可:

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-10322.pngfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-31130.png
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-27447.png
  第三步,则是定义节点和单元,值得注意的是不能直接建立单元,而是必须在建立节点之后再进行扩展单元
             file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-19829.png

第四步:定义边界条件,这是整个力学模型的最易出错的环节,也是最关键的部分。先将杆件接地的部分定义了。用一般支撑:
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-2856.png
然后则是杆件与杆件之间的铰接部分,该怎么定义?也使用一般支撑来约束两坐标轴的方向力? 不行!!我们必须用释放杆端约束:

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-18364.png
第五步:加荷载 用杆单元均布荷载进行加载
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-2090.png

运行程序并得到结果;
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-7884.png
                  弯矩图(My
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-25554.png
              变形及其剪力图(Fz



总结:可能有人认为运用midas去求解这样一个力学题,是杀鸡用牛刀!大才小用了!本人并不这么认为!对于我们一般做桥的人而言(除非你是搞设计的)并不需要你能完整能把一座桥的模型建准确了! 通常是在施工过程中需要对某些局部构件的受力要求有所把握,从而保证施工的安全性。例如:设计挂篮构件,计算工字钢的抗弯强度等等。而当构件超静定次数超过3次就很难手算了!希望能对大家有用!1


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3520查看9评论

hewenlong2... 发表于 2011-11-18 12:19:17
支持原创
                              
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iamccq 发表于 2011-11-18 21:45:33
您的经验很实用,谢谢了!!!
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huiyu 发表于 2011-11-19 11:51:02
网速慢,看不到楼主的图片,不过看文字,楼主做的比较还是比较细的
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daliang120... 发表于 2011-11-21 10:57:38
楼主的照片怎么看不了啊?可否作为文件传上来啊
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waiting112... 发表于 2011-11-22 10:02:43
其实用普通的力学求解器解决这类问题更简单一点,但是楼主的学习精神值得学习
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330794928 发表于 2011-11-22 19:12:46
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330794928 发表于 2011-11-22 19:13:48
waiting1122 发表于 2011-11-22 10:02
其实用普通的力学求解器解决这类问题更简单一点,但是楼主的学习精神值得学习

恩 只是用midas做的例子 呵呵! 学习中。。。
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daliang120... 发表于 2011-11-23 08:28:06
330794928 发表于 2011-11-22 19:12
好的,相互学习!!

谢谢啦,楼主好人~MIDAS中对于支承条件的模拟,是主要根据哪门力学常识来判断呢?
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330794928 发表于 2011-11-23 09:35:37
daliang1207 发表于 2011-11-23 08:28
谢谢啦,楼主好人~MIDAS中对于支承条件的模拟,是主要根据哪门力学常识来判断呢?

   如果是实际桥梁模型的话,就根据现实中支座对于梁的约束。力学模型的话,基本是根据结构力学课程来做!
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