基于ansys的桥梁有限元分析

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1、海军航空工程学院本科毕业(设计)论文目录引言1第1章绪论21.1论文选题的背景和意义21.2国内外研究现状31.3论文的研究内容和结构安排5第2章有限元法和ANSYS软件简介62.1有限元法62.1.1有限元法简介62.1.2有限元法的基本思想72.1.3有限元常用术语72.1.4有限元法分析的基本过程82.1.5有限元法的发展趋势92.2ANSYS软件简介102.2.1ANSYS的发展102.2.2ANSYS功能简介102.2.3ANSYS的特点112.2.4ANSYS在机械领域的应用12第3章线性静力学分

2、析和模态分析133.1静力学分析133.1.1静力分析的定义133.1.2静力分析所用单元类型143.1.3线性静力分析的基本步骤143.2模态分析153.2.1动力学分析的定义153.2.2动力学分析的重要性163.2.3模态分析介绍16第4章钢桁架桥梁结构ANSYS分析184.1桁架桥的静力分析184.1.1问题描述18第X页海军航空工程学院本科毕业(设计)论文4.1.2建立模型194.1.3施加边界条件和载荷244.1.4求解264.1.5查看计算结果264.2桁架桥的模态分析294.2.1求解294.

3、2.2查看计算结果304.2.3钢桁架桥的共振问题344.3桁架桥结构的优化设计34总结41致谢42参考文献43第X页海军航空工程学院本科毕业(设计)论文引言桁架常用来增加结构的强度，许多人都熟悉用于桥梁非常精巧的叉支撑系统。桁架撑杆增强吊桥塔使其不致失稳的作用是不易被忽视的，但在大部分这类桥梁上，垂直的桁架缀板对桥面抗弯曲和扭转变形能力的增强作用，却不是每个人都会注意到的。1940年11月7日，华盛顿塔科马的照相机商店的巴尼·埃利欧特（BarneyElliott）拍摄了一部影片，许多读者或许看到过这部很著名

4、的影片：那天狂风速度高达42英里/小时，致使塔科马纽约湾海峡吊桥连续不断地出现蔚为壮观的波浪状起伏，最终导致该桥的坍塌。建造这座桥时，只用了较短的工字梁而不是桁架缀板来增加桥面刚度——据说是为了美观，那时的桥梁设计越来越热衷于单薄而外表优美的结构。甚至在建造过程中，这座桥就因为容易在风中出现令人担忧的摇摆而闻名，也因此在当地被昵称为“飞驰的格蒂（GallopingGertie）”。在1950年重建吊桥时用了桁架加强肋，新桥不再受振动的影响，因为正是振动导致原桥的坍塌。此例不仅很好地说明了桁架的重要应用价值，可

5、能更多地还是体现了工程中谨慎和谦虚的价值。中国是一个5000年文字记载历史的伟大国家。我国幅员辽阔，地形东南低而西北高，河道纵横交错，有著名的长江、黄河和珠江等流域，这里孕育了中华民族，创造了灿烂的华夏文化。在历史的长河中，中华民族建设了数以千万计的桥梁，成为华夏文化的重要组成部分。中国古代桥梁的辉煌成就举世瞩目，曾在东西方桥梁发展史中，占有崇高的地位，为世人所公认。随着社会经济和科学技术的快速发展，造桥技术不断进步。桥梁结构逐步向轻巧、纤细方面发展。同时，桥梁的载重、跨径和桥面宽不断增长，结构形式不断变化，

6、传统的桥梁平面杆系结构程序也越来越不能满足设计要求。有限元分析软件正是这种综合程序的代表。它可以模拟桥梁钢筋预应力的松弛、混凝土的开裂以及温度应力等因素对桥梁的影响。同时也可以方便地计算出箱梁的畸变应力、剪力滞效应以及桥梁构件与支撑部位的接触状态。桥梁结构是土木行业中常见的建筑工程结构之一。对桥梁进行较为精确的受力分析，合理模拟其各种工况下的动态响应．对于桥梁的设计与安全控制有着十分重要的现实意义。桁架桥指的是以桁架作为上部结构主要承重构件的桥梁。桁架桥之所以广泛应用得益于其施工工期较短且施工阶段不妨碍交通．

7、结构本身受力明确、易于分析，对于土质较差地区的地基的要求也不是十分苛刻等诸多优点。随着计算方法的改进，在同样跨径的桥梁中，因为有成熟的方法和施工技术作保障，桁架桥往往成为首选。借助于预应力技术的发展．桁架桥将会拥有一个更加广阔的前景。本课题采用有限元分析法，在大型有限元分析软件ANSYS平台上分析桥梁工程结构，很好地模拟桥梁的受力、应力情况等。在静力分析中，通过加载各种载荷，得出其位移、应力等云图，找出桥梁的危险区域；在模态分析中，精确表达结构的自振频率、振动振型等特性。利用有限元软件对桥梁结构进行全桥模拟分

8、析，可以得出较准确的分析结果。第43页共432页海军航空工程学院本科毕业(设计)论文第1章绪论1.1论文选题的背景和意义供铁路、道路、渠道、管线、行人等跨越河流、海湾、湖泊、山谷、低地或其他交通线路时使用的建筑结构称为桥梁。桥梁是公路、铁路、港口、码头、乡村道路及水利设施等各种道路工程的关键节点，是线路在跨越障碍时的延伸和连接部分。如今，大力发展交通运输事业，建立四通八达的公路、铁路交通网，对促进交