基于ansys的橋梁有限元分析

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1、海軍航空工程學(xué)院本科畢業(yè)(設(shè)計)論文目錄引言1第1章緒論21.1論文選題的背景和意義21.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀31.3論文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排5第2章有限元法和ANSYS軟件簡介62.1有限元法62.1.1有限元法簡介62.1.2有限元法的基本思想72.1.3有限元常用術(shù)語72.1.4有限元法分析的基本過程82.1.5有限元法的發(fā)展趨勢92.2ANSYS軟件簡介102.2.1ANSYS的發(fā)展102.2.2ANSYS功能簡介102.2.3ANSYS的特點(diǎn)112.2.4ANSYS在機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用12第3章線性靜力學(xué)分

2、析和模態(tài)分析133.1靜力學(xué)分析133.1.1靜力分析的定義133.1.2靜力分析所用單元類型143.1.3線性靜力分析的基本步驟143.2模態(tài)分析153.2.1動力學(xué)分析的定義153.2.2動力學(xué)分析的重要性163.2.3模態(tài)分析介紹16第4章鋼桁架橋梁結(jié)構(gòu)ANSYS分析184.1桁架橋的靜力分析184.1.1問題描述18第X頁海軍航空工程學(xué)院本科畢業(yè)(設(shè)計)論文4.1.2建立模型194.1.3施加邊界條件和載荷244.1.4求解264.1.5查看計算結(jié)果264.2桁架橋的模態(tài)分析294.2.1求解294.

3、2.2查看計算結(jié)果304.2.3鋼桁架橋的共振問題344.3桁架橋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計34總結(jié)41致謝42參考文獻(xiàn)43第X頁海軍航空工程學(xué)院本科畢業(yè)(設(shè)計)論文引言桁架常用來增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，許多人都熟悉用于橋梁非常精巧的叉支撐系統(tǒng)。桁架撐桿增強(qiáng)吊橋塔使其不致失穩(wěn)的作用是不易被忽視的，但在大部分這類橋梁上，垂直的桁架綴板對橋面抗彎曲和扭轉(zhuǎn)變形能力的增強(qiáng)作用，卻不是每個人都會注意到的。1940年11月7日，華盛頓塔科馬的照相機(jī)商店的巴尼·埃利歐特（BarneyElliott）拍攝了一部影片，許多讀者或許看到過這部很著名

4、的影片：那天狂風(fēng)速度高達(dá)42英里/小時，致使塔科馬紐約灣海峽吊橋連續(xù)不斷地出現(xiàn)蔚為壯觀的波浪狀起伏，最終導(dǎo)致該橋的坍塌。建造這座橋時，只用了較短的工字梁而不是桁架綴板來增加橋面剛度——據(jù)說是為了美觀，那時的橋梁設(shè)計越來越熱衷于單薄而外表優(yōu)美的結(jié)構(gòu)。甚至在建造過程中，這座橋就因為容易在風(fēng)中出現(xiàn)令人擔(dān)憂的搖擺而聞名，也因此在當(dāng)?shù)乇魂欠Q為“飛馳的格蒂（GallopingGertie）”。在1950年重建吊橋時用了桁架加強(qiáng)肋，新橋不再受振動的影響，因為正是振動導(dǎo)致原橋的坍塌。此例不僅很好地說明了桁架的重要應(yīng)用價值，可

5、能更多地還是體現(xiàn)了工程中謹(jǐn)慎和謙虛的價值。中國是一個5000年文字記載歷史的偉大國家。我國幅員遼闊，地形東南低而西北高，河道縱橫交錯，有著名的長江、黃河和珠江等流域，這里孕育了中華民族，創(chuàng)造了燦爛的華夏文化。在歷史的長河中，中華民族建設(shè)了數(shù)以千萬計的橋梁，成為華夏文化的重要組成部分。中國古代橋梁的輝煌成就舉世矚目，曾在東西方橋梁發(fā)展史中，占有崇高的地位，為世人所公認(rèn)。隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，造橋技術(shù)不斷進(jìn)步。橋梁結(jié)構(gòu)逐步向輕巧、纖細(xì)方面發(fā)展。同時，橋梁的載重、跨徑和橋面寬不斷增長，結(jié)構(gòu)形式不斷變化，

6、傳統(tǒng)的橋梁平面桿系結(jié)構(gòu)程序也越來越不能滿足設(shè)計要求。有限元分析軟件正是這種綜合程序的代表。它可以模擬橋梁鋼筋預(yù)應(yīng)力的松弛、混凝土的開裂以及溫度應(yīng)力等因素對橋梁的影響。同時也可以方便地計算出箱梁的畸變應(yīng)力、剪力滯效應(yīng)以及橋梁構(gòu)件與支撐部位的接觸狀態(tài)。橋梁結(jié)構(gòu)是土木行業(yè)中常見的建筑工程結(jié)構(gòu)之一。對橋梁進(jìn)行較為精確的受力分析，合理模擬其各種工況下的動態(tài)響應(yīng)．對于橋梁的設(shè)計與安全控制有著十分重要的現(xiàn)實意義。桁架橋指的是以桁架作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。桁架橋之所以廣泛應(yīng)用得益于其施工工期較短且施工階段不妨礙交通．

7、結(jié)構(gòu)本身受力明確、易于分析，對于土質(zhì)較差地區(qū)的地基的要求也不是十分苛刻等諸多優(yōu)點(diǎn)。隨著計算方法的改進(jìn)，在同樣跨徑的橋梁中，因為有成熟的方法和施工技術(shù)作保障，桁架橋往往成為首選。借助于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展．桁架橋?qū)碛幸粋€更加廣闊的前景。本課題采用有限元分析法，在大型有限元分析軟件ANSYS平臺上分析橋梁工程結(jié)構(gòu)，很好地模擬橋梁的受力、應(yīng)力情況等。在靜力分析中，通過加載各種載荷，得出其位移、應(yīng)力等云圖，找出橋梁的危險區(qū)域；在模態(tài)分析中，精確表達(dá)結(jié)構(gòu)的自振頻率、振動振型等特性。利用有限元軟件對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行全橋模擬分

8、析，可以得出較準(zhǔn)確的分析結(jié)果。第43頁共432頁海軍航空工程學(xué)院本科畢業(yè)(設(shè)計)論文第1章緒論1.1論文選題的背景和意義供鐵路、道路、渠道、管線、行人等跨越河流、海灣、湖泊、山谷、低地或其他交通線路時使用的建筑結(jié)構(gòu)稱為橋梁。橋梁是公路、鐵路、港口、碼頭、鄉(xiāng)村道路及水利設(shè)施等各種道路工程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，是線路在跨越障礙時的延伸和連接部分。如今，大力發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè)，建立四通八達(dá)的公路、鐵路交通網(wǎng)，對促進(jìn)交