求桁架梁的最大载荷[优化?]

ysyzhb

一个桁架梁,条件如下:  模型:梁长9.5m,高度0.55m,腹杆倾斜且与上下弦成60度排列(如图),整个梁受均布荷载q
                               条件:挠度<=400/1,材料屈服强度=235MPa
                               所求:梁所能承受的最大均布荷载,即q的最大值
我搞不懂的地方:昨天听师兄说这是一个优化问题(我还未曾用过ansys的优化功能).因为模型是个不确定的,所以我不知道如何下手,请高手赐教!感激不尽!

ysyzhb

对了,材料弹性常数:弹模E=206GPa,泊松比v=0.3
这我是在网上查的,没有翻阅权威资料!

wanyeqing2003

一般桁架优化是在特定荷载条件下，分析最小用钢量。楼主的问题好像刚好相反。

我觉得最大荷载的提法可能会有点问题。因为荷载的分布条件会影响计算结果。比如你的最大荷载是集中力还是分布荷载，它的分布特性等条件都会影响分析。

ysyzhb

整个梁都受均布载荷,就是教科书里很理想的那种情况

orc_hard

这类的优化问题应该就是用钢量最小，多试算几个同等均布荷载下，各截面的最小面积，然后比较一下就是优化把

venture

如果结构和截面都一定，算出最大载荷就可以了，这个应该不涉及到优化。wanyeqing2003 说的那种情况就涉及到优化，你想做那种？

ysyzhb

哦，一般优化都是用钢量最小。
但我还有一个问题，由于没有经验，不知道桁架梁的构造形式，如图的梁最多只能安放14品桁架，那剩余的长度怎么办呢？而这剩余的长度会不会影响梁的受力情况呢？因此模型上我就无法确定了，所以我才以为这是个优化问题
现在要大家帮忙的就是：如何根据图中的数据按照某些规范（是否有我不知道啊）确定梁的结构形式！

wanyeqing2003

原帖由 ysyzhb 于 2007-8-15 17:24 发表

                               
登录/注册后可看大图

哦，一般优化都是用钢量最小。
但我还有一个问题，由于没有经验，不知道桁架梁的构造形式，如图的梁最多只能安放14品桁架，那剩余的长度怎么办呢？而这剩余的长度会不会影响梁的受力情况呢？因此模型上我就无法 ...

要是这样的话，优化起来就比较麻烦。是要考虑最佳结构方案。而几种方案的选取不是简单的用计算机所能够完成。

需要有许多经验，掌握多种结构类型和结构体系。其中还包括构件的形式，支座条件.................

ysyzhb

哦，原来这样啊！辛苦了，谢谢啊！我简化了算了一下，随意安放个位置，两端简支，再去算它的最大载荷。可总是不对，好象力和变形不传递，只有最上面那跟梁变形（太小的忽略），命令流没整理出来，等整理出来了再贴出来。

ysyzhb

振动论坛的兄弟们，终于整理出命令流了，帮我看一下啊．由于我不熟悉命令流，有的是直接从log文件里复制出来的，ansys版本10.0，包括这个问题应该选取什么样的单元都帮我出出主意啊，实在是新手，没办法啊！谢谢了！
还有：规定的屈服强度235MPa,我没有输入.挠度不大于400/1,也就相当于9500*(1/400)=23.75mm,这个难道需要我挨个试探吗?(不用优化方法)

/COM,  Structural   
/prep7
ET,1,BEAM3
ET,2,LINK1           
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,EX,1,,206000
MPDATA,PRXY,1,,0.3
SECTYPE,   1, BEAM, HREC, xian, 0   
SECOFFSET, CENT
SECDATA,100,100,6,6,6,6,0,0,0,0
SECTYPE,   2, BEAM, HREC, fugan, 0  
SECOFFSET, CENT
SECDATA,100,50,4,4,4,4,0,0,0,0
R,1,2256,0.334e+07,100, , , ,   
!*  
R,2,1136, ,
!*            
K, 1,0,0,,   
K, 2,9500,0,,
K, 3,9500,550,,  
K, 4,0,550,,                  !桁架外圈的4个点
K,5 ,199.3+0,,,
K, 6,199.3+640.10,,,
K, 7,199.3+640.10+10,,,
K, 8,199.3+640.10*2+10,,,   
K, 9,199.3+640.10*2+10*2,,,
K, 10,199.3+640.10*3+10*2,,,
K, 11,199.3+640.10*3+10*3,,,
K, 12,199.3+640.10*4+10*3,,,
K, 13,199.3+640.10*4+10*4,,,
K, 14,199.3+640.10*5+10*4,,,
K, 15,199.3+640.10*5+10*5,,,
K, 16,199.3+640.10*6+10*5,,,
K, 17,199.3+640.10*6+10*6,,,
K, 18,199.3+640.10*7+10*6,,,
K, 19,199.3+640.10*7+10*7,,,
K, 20,199.3+640.10*8+10*7,,,
K, 21,199.3+640.10*8+10*8,,,
K, 22,199.3+640.10*9+10*8,,,
K, 24,199.3+640.10*9+10*9,,,
K, 25,199.3+640.10*10+10*9,,,
K, 26,199.3+640.10*10+10*10,,,   
K, 27,199.3+640.10*11+10*10,,,   
K, 28,199.3+640.10*11+10*11,,,   
K, 29,199.3+640.10*12+10*11,,,   
K, 30,199.3+640.10*12+10*12,,,   
K, 31,199.3+640.10*13+10*12,,,   
K, 32,199.3+640.10*13+10*13,,,   
K, 33,199.3+640.10*14+10*13,,,       !下弦中间的28个点
K, 34,199.3+317.55,550,
K, 35,199.3+317.55+5+640.10*0+5*0,550,,   
K, 36,199.3+317.55+5+640.10*1+5*0,550,,
K, 37,199.3+317.55+5+640.10*1+5*1,550,,  
K, 38,199.3+317.55+5+640.10*2+5*1,550,,   
K, 39,199.3+317.55+5+640.10*2+5*2,550,,  
K, 40,199.3+317.55+5+640.10*3+5*2,550,,  
K, 41,199.3+317.55+5+640.10*3+5*3,550,,  
K, 42,199.3+317.55+5+640.10*4+5*3,550,,  
K, 43,199.3+317.55+5+640.10*4+5*4,550,,  
K, 44,199.3+317.55+5+640.10*5+5*4,550,,  
K, 45,199.3+317.55+5+640.10*5+5*5,550,,  
K, 46,199.3+317.55+5+640.10*6+5*5,550,,  
K, 47,199.3+317.55+5+640.10*6+5*6,550,,  
K, 48,199.3+317.55+5+640.10*7+7*6,550,,  
K, 49,199.3+317.55+5+640.10*7+7*7,550,,  
K, 50,199.3+317.55+5+640.10*8+8*7,550,,
K, 51,199.3+317.55+5+640.10*8+8*8,550,,  
K, 52,199.3+317.55+5+640.10*9+9*8,550,,
K, 53,199.3+317.55+5+640.10*9+9*9,550,,  
K, 54,199.3+317.55+5+640.10*10+10*9,550,,
K, 55,199.3+317.55+5+640.10*10+10*10,550,,
K, 56,199.3+317.55+5+640.10*11+11*10,550,,
K, 57,199.3+317.55+5+640.10*11+11*11,550,,
K, 58,199.3+317.55+5+640.10*12+12*11,550,,
K, 59,199.3+317.55+5+640.10*12+12*12,550,,
K, 60,199.3+317.55+5+640.10*13+13*12,550,,
K, 61,199.3+317.55+5+640.10*13+13*13,550,,          !上弦中间的28个点
LSTR,1,5
LSTR,5,6
LSTR,6,7
LSTR,7,8
LSTR,8,9
LSTR,9,10
LSTR,10,11
LSTR,11,12
LSTR,12,13
LSTR,13,14
LSTR,14,15
LSTR,15,16
LSTR,16,17
LSTR,17,18
LSTR,18,19
LSTR,19,20
LSTR,21,22
LSTR,22,24
LSTR,24,25
LSTR,25,26
LSTR,27,26
LSTR,28,27
LSTR,29,28
LSTR,30,29
LSTR,31,30
LSTR,32,31
LSTR,33,32
LSTR,33,2
LSTR,2,3
LSTR,3,61
LSTR,61,60
LSTR,60,59
LSTR,59,58
LSTR,58,57
LSTR,57,56
LSTR,56,55
LSTR,55,54
LSTR,54,53
LSTR,53,52
LSTR,52,51
LSTR,51,50
LSTR,50,49
LSTR,49,48
LSTR,48,47
LSTR,47,46
LSTR,46,45
LSTR,45,44
LSTR,44,43
LSTR,43,42
LSTR,42,41
LSTR,41,40
LSTR,40,39
LSTR,39,38
LSTR,38,37
LSTR,37,36
LSTR,36,35
LSTR,35,34
LSTR,34,4
LSTR,4,1               !上下弦和两端
LSTR,5,34              !开始建腹杆
LSTR,35,6
LSTR,7,36
LSTR,37,8
LSTR,9,38
LSTR,39,10
LSTR,11,40
LSTR,41,12
LSTR,13,42
LSTR,43,14
LSTR,15,44
LSTR,45,16
LSTR,17,46
LSTR,47,18
LSTR,19,48
LSTR,49,20
LSTR,21,50
LSTR,51,22
LSTR,24,52
LSTR,53,25
LSTR,26,54
LSTR,55,27
LSTR,28,56
LSTR,57,29
LSTR,30,58
LSTR,59,31
LSTR,32,60
LSTR,61,33
FLST,5,59,4,ORDE,2                 
FITEM,5,1   
FITEM,5,-59
CM,_Y,LINE  
LSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,LINE
CMSEL,S,_Y  
!*  
!*  
CMSEL,S,_Y1
LATT,1,1,1, , , ,1  
CMSEL,S,_Y  
CMDELE,_Y   
CMDELE,_Y1                            !设置上下弦的单元为1
!*  
FLST,5,28,4,ORDE,2  
FITEM,5,60  
FITEM,5,-87
CM,_Y,LINE  
LSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,LINE
CMSEL,S,_Y  
!*  
!*  
CMSEL,S,_Y1
LATT,1,2,2, , , ,2  
CMSEL,S,_Y  
CMDELE,_Y   
CMDELE,_Y1  
!*                                            !设置腹杆的单元为2
FLST,5,87,4,ORDE,2      
FITEM,5,1   
FITEM,5,-87
CM,_Y,LINE  
LSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,LINE
CMSEL,,_Y   
!*  
LESIZE,_Y1,300, , , , , , ,1              
!*                                                   
FLST,2,87,4,ORDE,2  
FITEM,2,1   
FITEM,2,-87
LMESH,P51X                             !将单元尺寸设成300画网格
FLST,2,1,3,ORDE,1   
FITEM,2,1   
!*  
/GO
DK,P51X, , , ,0,UX,UY, , , , ,  
FLST,2,1,3,ORDE,1   
FITEM,2,2   
!*  
/GO
DK,P51X, , , ,0,UY, , , , , ,                  !两端简支
FLST,2,57,2,ORDE,2  
FITEM,2,59  
FITEM,2,-115
SFBEAM,P51X,1,PRES,-1, , , , , ,         !加均布载荷-1MPa
FINISH  
/SOL
/STATUS,SOLU
SOLVE

[ 本帖最后由 ysyzhb 于 2007-8-16 15:24 编辑 ]

ysyzhb

上面第一副图是错的,我把beam单元用在了腹杆上了