计算结构力学及有限元课程设计任务书(2015) - 图文

课程设计任务书

2014-2015 学年第 2 学期

学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 课程设计题目：

起 迄 日 期: 课程设计地点:

建筑工程学院 输电线路 学 号：

7月 13日 ~ 7月 24日

三教阶402、501 张晓志，刘强（1、2、3班）

指 导 教 师: 系主任：

刘强，张晓志（4、5、6班）

祝贺

下达任务书日期: 2015 年 7 月 13 日

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1．设计目的： 通过本次课程设计，将《计算结构力学及有限元》课程学习的理论知识、程序软件应用于实际工程结构的静力分析。培养学生正确使用结构分析软件建立输电塔结构空间桁架模型的能力；使用结构分析软件完成桁架模型结构静力分析的能力；对分析结果的可靠性进行校核并做出判断的能力；对模型结构的变形与内力是否满足刚度与强度准则进行校核的能力；按规范要求撰写最终课程设计报告的能力。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 1）设某虚拟两层输电塔结构（塔身部分）一应资料齐全，根据资料数据： （1）绘制空间结构图，侧视图，平面图，底层平面图的形心为坐标系原点 （2）完成结构离散化，对全部结点与单元进行合理编号，记录结点与单元总数 （3）统计主材与辅材的种类与型号，记录种类与型号总数以及相应的几何与力学参数 （4）统计荷载工况与等效结点荷载总数 2）结合相关软件（SAP、ANSYS或其它软件）对输电塔结构空间桁架模型进行数学描述 （1）结点坐标与约束信息描述 （2）材料属性信息描述，主材与辅材的型号、弹性模量，截面积，许用应力等 （3）单元属性信息描述，单元首末端的结点编号，单元所在材料组序号等 （4）等效结点荷载信息描述，荷载作用的结点号，方向与大小 3）结合相关软件（SAP、ANSYS或其它软件）对输电塔结构空间桁架模型进行静力分析 （1）输出主要的原始数据并检查核对其无误 （2）输出并分析结点位移信息，并特别关注顶层结点位移和最大结点位移 （3）输出并分析单元内力和应力信息，并特别关注哪些单元应力超过了许用应力 （4）对重要结点的静力平衡进行校核以确保计算结果的可靠性 （5）根据顶层位移角校核模型结构是否满足刚度设计准则并导出相应极限荷载 （6）对比各型材的最大单元应力和许用应力，校核模型结构是否满足强度设计准则并导出相应极限荷载 （7）分析输电塔结构中部横隔的位置变化对单元最大应力和顶点最大位移的影响（绘制顶层U方向形心位移（平均位移）与中部横隔位置之间的关系曲线） （8）分析所求解问题的对称性并通过单元内力或结点位移举例说明 4）任务分配 输电线路121-126班（按学号每班划分为5个小组） 第1组：取中部横隔的高度为4.6米 第2组：取中部横隔的高度为4.8米 第3组：取中部横隔的高度为5.0米

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第4组：取中部横隔的高度为5.2米 第5组：取中部横隔的高度为5.4米 各组的其它输入数据完全相同 5）设计要求 ·结点编号合理，应满足半带宽最小之要求； ·单元编号应满足课堂教学之要求； ·主材与辅材的型号、弹性模量，截面积，许用应力要核对准确，注明出处； ·空间结构图上应标明结点编号和单元编号； ·侧视图上应标明各层高度； ·底层平面图上应标明平面直角坐标系和根开；其它平面图上应标注正方形边长； ·应建立或导出全部原始输入数据文件； ·输出数据文件至少应包括结点位移、单元内力和应力三个部分； ·设计成果为课程设计报告和课程设计说明书（必须严格按照学校有关毕业设计论文的格式书写，格式要求不满足者，设计不合格） 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： （1） 虚拟两层输电塔结构（塔身部分）的有限元建模（根据给定的几何尺寸绘出空间结构图以及重要的平面图） 表一 材料分组及相应数据 主材 斜材 梁材

（2）建立输入数据文件 （3）利用STRUUSS.FOR（或其它）程序软件对模型结构进行静力分析 （4）依据静力分析结果（输出文件），完成规定的分析讨论

角钢种类 L110x12 L125x10 L100x6 弹性模量E 2.0×108 88截面面积㎡ 0.00252 0.00244 0.00119 许用应力MPa 170 170 170 2.0×10 2.0×10

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4．主要参考文献： 1 朱慈勉 吴宇清.计算结构力学.北京：科学出版社，2009 2 谢祚水.计算结构力学. 湖北省：华中科技大学出版社，2004 5．设计成果形式及要求： ·设计成果为课程设计任务书、课程设计报告和相关附件（必须严格按照学校有关毕业设计论文的格 式书写，格式要求不满足者，设计不合格） 报告与附件应包括以下内容： ·有限元建模后的结构图（要有详细标注）； ·完整的输出数据文件（原始输入数据和计算结果）； ·任务书规定的对计算结果的各项讨论分析； ·课程设计答辩记录与评阅记录（空白） 6．工作计划及进度： 2015年 7 月 13 日 ~ 7月 15日，完成有限元建模和输入数据文件 2015年 7 月 16 日 ~ 7月 17日，完成相应的静力分析计算 2015年 7 月 18 日 ~ 7月 19日，根据输出数据文件完成规定的讨论分析 2015年 7 月 20 日 ~ 7月 21日，依据规范要求，完成课程设计报告 2015年 7 月 22 日 ~ 7月 23日，完成答辩或成绩考核 7、成绩组成及考核标准： ·设计成果的完整性15分； ·设计成果的规范性15分； ·设计成果的正确性40分； ·答辩表现：30分。 系主任审查意见： 签字： 年 月 日 4

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