ANSYS Workbench外伸梁均布载荷求反力

如题所述


在外伸梁的均布载荷下,ANSYS Workbench如何求解B点的反力?


想象这样一根外伸梁,A端为固定铰链,B端为滑动铰链,AB间距离为200mm。垂直向下作用于AB连线,距离A和B各100mm的力F为10N。外伸部分BC长度100mm,80mm的BC段受有均布载荷,q=20N/mm,作用点距B端20mm。现在,让我们通过ANSYS Workbench的仿真计算和理论分析,来揭示B点反力的秘密。


仿真计算步骤


首先,打开Workbench,选择Static Structural模块,模拟静力学场景。进入Geometry,勾勒出关键图形,从XY平面开始,绘制四条线段,代表梁的各部分——100mm、100mm、20mm和80mm。


接着,绘制一个10mm x 10mm的矩形截面,作为梁的截面,并通过Concept—Lines From Sketches功能将其与草图相连。设置好网格,确保A点固定,B点滑动,同时开放z轴的旋转自由度。


在AB之间施加10N的垂直力F,并在80mm的外伸部分应用20N/mm的均布载荷。最后,进行求解,定位在B点查看约束反力,结果表明B点的反力为垂直向上,大小为2085N。


理论计算验证


理论计算则通过绘制受力图,将固定点A和滑动点B的约束条件明确。假设A点有FAy和FAx两个未知力,B点受反力FB。根据静力学原理,利用F的力臂100mm,FB的力臂200mm,以及均布载荷的力臂(200+60)mm,代入数据进行计算,我们同样得出B点的约束反力为2085N。


两者结果一致,验证了ANSYS Workbench在解决外伸梁均布载荷问题上的精准性。通过这种计算,我们不仅掌握了工作流程,也深化了对静力学原理的理解。


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