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009047
2024-02-28

VE 0047 | I形截面桁架与弹簧滑动支座的突跳分析

说明

一个由工字型截面桁架组成的结构，两端由弹簧滑动支座支撑，并承受如下示意图所示的横向力作用。该问题由以下参数集描述。此验证示例基于 Gensichen 和 Lumpe 提出的示例（参见参考文献）。

材料 钢材 弹性模量 E 210000.000 MPa
泊松比 ν 0.300 -
几何尺寸 结构 节段长度 1 L1 2.000 m
节段长度 2 L2 4.000 m
节段长度 3 L3 4.000 m
节段高度 1 h1 0.130 m
节段高度 2 h2 0.520 m
截面 高度 h 400.000 mm
宽度 b 180.000 mm
腹板厚度 s 10.000 mm
翼缘厚度 t 14.000 mm
荷载 横向力 F1 10.000 kN
弹簧刚度 cu,X 84000.000 kN/m

在此示例中忽略自重。确定结构在点 1 处的挠度 (uz1)、点 2 处的弯矩 (My2)、桁架中的轴力 N 以及点 3 处弹簧支座的水平位移 (ux3)。

带弹簧支座的捕捉
带弹簧支座的捕捉

解析解

无解析解。采用软件 S3D 的结果作为参考。

RFEM 和 RSTAB 设置

  • 在 RFEM 5.26、RSTAB 8.26 和 RFEM 6.01、RSTAB 9.01 中建模
  • 单元尺寸为 lFE = 0.200 m
  • 增量步数为 5
  • 使用各向同性线弹性材料模型
  • 结构使用杆件（桁架）建模
  • 忽略杆件的抗剪刚度
  • 使用大变形分析

结果

物理量 S3D RFEM 6 比值 RSTAB 9 比值
uz1 [mm] 53.8 53.6 0.996 53.7 0.998
My2 [kNm] 41.0 41.0 1.000 41.0 1.000
N [N] -209.0 -208.4 0.997 -208.6 0.998
ux3 [mm] 2.47 2.47 1.000 2.47 1.000
物理量 S3D RFEM 5 比值 RSTAB 8 比值
uz1 [mm] 53.8 53.7 0.998 53.8 1.000
My2 [kNm] 41.0 41.0 1.000 41.0 1.000
N [N] -209.0 -208.4 0.997 -208.6 0.998
ux3 [mm] 2.47 2.47 1.000 2.47 1.000
验证示例000047 | 1
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验证示例000047 | 1
参考
  1. LUMPE, G. 和 GENSICHEN, V. 线性和非线性杆件静力学的理论与软件评估：测试案例、误差原因、精确理论。Ernst，2014。
  2. LUMPE, G. S3D（版本 2011 年 9 月 25 日）。 Biberach University of Applied Sciences, 2011.
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