工程应用软件Ansys大作业.docx

2010年《应用工程软件》课程
Ansys大作业1

求解最优拱轴

已知条件：
某两铰拱，如下图所示：

拱支座条件：两拱脚均为铰接，固定铰支座。
拱跨度：L（m），如L=20m；
拱矢高：f（m）；
拱截面：矩形截面
截面宽度：a（如a=0.2m）；
截面高度：b（如b=0.3m）；
弹性模量：E=2.06×105MPa；
密度：ρ=7.85×103Nkg/m3；
均布荷载：钢拱自重q=ρgA（如q=7850*9.80*0.2*0.3=13847.4N/m）；
单元划分数量：50段。
拱轴曲线：（1）正弦函数；（2）圆拱；（3）悬链线。

各位同学的具体参数：
序号学号姓名L(m)a(m)b(m)1060960刘源21.00.340.422060967陈路遥22.00.350.443070626张硕23.00.370.464070649胡莹24.00.380.485070657韩月25.00.400.506070666郭夏阳26.00.420.527070756纪鹏27.00.430.548070761邱丽秋28.00.450.569070792程旭凯29.00.460.5810070802董昕骏30.00.480.6011070803林银行31.00.500.6212070825申晓宝32.00.510.6413070833张琪33.00.530.6614070845张超34.00.540.6815070855巴希35.00.560.7016070865么江涛36.00.580.7217070872方李靖37.00.590.7418070897李霞38.00.610.7619070950周游39.00.620.7820070966施毅40.00.640.8021070972顾宫41.00.660.8222070980刘旺盛42.00.670.8423070982王海舒43.00.690.8624070986杨超44.00.700.8825070991麻晓琦45.00.720.9026070992陈航杰21.00.340.4227070998王琦22.00.350.4428071000王瑞23.00.370.4629071003高喜欣24.00.380.4830071015张宁25.00.400.5031071017丁祝红26.00.420.5232071018田萌27.00.430.5433071020黄代法28.00.450.5634071025张成29.00.460.5835071027郭涵30.00.480.6036071028柏千尺31.00.500.6237071034姜世鑫32.00.510.6438071035俞俊龙33.00.530.6639071039史宁34.00.540.6840071045刘金泰35.00.560.7041071052孙畅36.00.580.7242071054马瑞嘉37.00.590.7443071068阎虹旭38.00.610.7644071350刘康39.00.620.7845071887柳安禹40.00.640.8046071972严俊41.00.660.8247073189郭兆宗42.00.670.8448073234程鹏43.00.690.8649077070刘逸祥44.00.700.8850079985张素珍45.00.720.90

作业要求：
（1）找寻三种拱轴曲线下的最优矢高f，使拱内弯矩最小；
（2）设M0=q*L^2/8，M1为正弦拱的最大弯矩，M2为圆拱的最大弯矩，M3为悬链线拱的最大弯矩，找M1/M0、M2/M0、M3/M0和矢跨比之间的关系，并绘制如下曲线。

图1：M1/M0、M2/M0、M3/M0随矢跨比的变化曲线

（3）提交Ansys命令流，要求：
程序化格式；
语言精练、不超过100行；
跨度、截面面积、弹性模量等均采用参数表达；
注解清晰，程序易读；
三种曲线均在一个命令流里面实现；
（4）提交excel文件，要求：
包含各计算结果。
M1/M0、M2/M0、M3/M0随矢跨比的变化曲线；
各种曲线下的最优矢高。

数据示例：
跨度Lm20截面高度am0.6截面宽度bm0.3截面面积Aream^20.18密度ρkg/m^37850自重qN/m13847.4简支梁弯矩M0=qL^2/8N*m692370
数据示例：
矢高f跨度L矢跨比f/L正弦曲线最大弯矩M1M1/M0圆拱最大弯矩M2M2/M0悬链线最大弯矩M3M3/M00.1200.00559052885.29%58810284.94%58727584.82%0.2200.0140686658.76%40493158.48%40441058.41%0.4200