APP下载

基于SolidWorks Simulation钢结构梁的有限元分析

2018-01-15李传军

科学与财富 2018年36期
关键词:安全系数有限元

李传军

摘 要:以跨距10m的钢结构梁为研究对象,采用SolidWorks 结构构件完成三维模型,采用SolidWorks Simulation有限元分析软件进行有限元分析,确定钢结构梁的变形量、安全系数、应力和位移的变化情况。

关键词:小型钢结构梁、有限元、变形量、安全系数、应力和位移

0 前言

钢结构梁结构简单,应用范围广,有必要钢结构梁进行受力分析,获取其变形量、应力、安全系数、位移分布规律,确定最大应力、应变位置,合理设计钢结构梁。

1 钢结构梁的主要参数

以跨距10m的钢结构梁为例,主体结构选用矩形管100*50*3.5

支撑矩形管选用50*30*2.6

通过对三维绘图软件SolidWorks的二次开发,在其中成功嵌入了SolidWorks simulation有限元分析插件,将SolidWorks的模型直接导入simulation中。

2.框架梁的计算依据

(1)力学参数

材料的屈服强度 σ=220mpa

(2)计算数据

a.钢结构梁实际跨距10.44米,根据钢结构设计规范

钢结构梁在自重的作用下,最大允许挠度值为L/400=10440/400=26.1mm>9.5mm(计算值) 所以安全。

b.起拱值不大于:L/300=10440/300=34.8mm,参照一般钢结构起拱,一般在桁架结构中常见,跨度小于25m时要求起拱L/300。即:10440/500=34.8mm,取起拱值35mm。

c.根据风载荷标准值公式:wk=βzusuzW0=1*1.3*0.74*0.4=0.385Kpa

当地的基本风压0.4Kpa 。。

由于是钢结构梁且跨度为10.44m,风压对钢结构梁造成的压力远远小于框架自重,所以,此钢结构梁只考虑自重。

(3)分析步骤

利用SolidWorks simulation框架梁进行新建算例分析。

a.计算框架梁结构构件的结点组

b.添加固定几何体

c.添加自身重力

d.生成网格简化模型,由于钢结构梁总长度为12900mm,本身不是很长,所以划分密度应稍细致一些,便于分析如图1。

3.计算结果及其分析

(1)钢结构梁应力分析如图2(放大接近2300倍的示意图);

图中所示钢结构梁运行的最大的应力强度为8mpa,而材料的屈服强度为235mpa

(2)钢结构梁线位移分析如图3(放大接近2300倍示意图);

钢结构梁线位移为0.5574mm

(3)安全系数情况如图4;

经分析钢结构梁的最小安全系数为27.55

4.结果分析

通过SolidWorks simulation有限元分析钢结构梁的应力情况,可以迅速的确定在该工作状况下主轴的应力分布情况、线位移情况,通过与材料屈服强度的比较,可以快速的判断钢结构梁是否处于危险状况。计算分析结果与钢结构梁选材与应用状况吻合度高,与材料力学性能分析相符。

5.结语

运用SolidWorks simulation有限元对钢结构梁进行三维建模与分析,可以确定钢结构梁最佳方案,确定其最佳选材,使材料得到更好的利用。节约成本,降本提效。通过分析得到的数据结果与实际状态相吻合。

对钢结构梁进行SolidWorks simulation有限元分析是非常有必要的,应在以后的设计中多增加 SolidWorks simulation有限元分析,實现更好的降本提效。

参考文献:

[1]赵根田,孙德发.钢结构. 机械工业出版社,2012.9 .

[2]刘鸿文.材料力学第四版. 高等教育出版社2007.12.

猜你喜欢

安全系数有限元
碎石土库岸边坡稳定性及影响因素分析
考虑材料性能分散性的航空发动机结构安全系数确定方法
新型有机玻璃在站台门的应用及有限元分析
基于有限元模型对踝模拟扭伤机制的探讨
重力式挡土墙抗滑稳定性安全系数的异性分析及经验安全系数方法
闸室桩基处理后水平抗滑稳定安全系数提高值的估算范围研究
电梯悬挂钢丝绳安全系数方法的计算
基于HyperWorks的某重型铸造桥壳有限元分析及改进
磨削淬硬残余应力的有限元分析
接近物体感测库显著提升安全系数