基于Ansys10.0户外广告牌受风载的受力分析及结果显示[5篇范文]

第一篇：基于Ansys10.0户外广告牌受风载的受力分析及结果显示

基于Ansys10.0户外广告牌受风载的受力分析及结果

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专业：机械电子工程

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摘要：本文基于 Ansys10.0的平台上，采用有限单元法对户外广告牌在受风载的作用下的受力分析以及结果显示。关键词：广告牌；风载荷；力学分析；

1、引言

近年来,大型户外广告牌呈雨后春笋般地竖立在高速公路、铁路、国道、省道、城市道路沿线，由于目前相当一部分大型户外广告牌没有经过正规设计和正规施工,更谈不上质量监督和质量验收 ,留下很大的安全隐患，这方面的事故近年来发生多起。因此 ,有必要对户外广告牌进行全面的力学分析，使得广告牌的设计更加合理和完善。

2、广告牌上的作用力

施加在户外广告牌上的作用力可分为永久作用力和可变作用力两类，永久作用力包括结构自重、广告牌或固定设备(灯光照明设施)自重等。变作用力包括风荷载、覆冰荷载、安装或检修荷载等。

对于高耸广告牌结构来说 ,水平荷载(主要是风荷载)成为结构承受的主要荷载。因而，广告牌结构设计主要考虑的因素是风荷载效应,风荷载的正确取值是合理设计这类结构的关键。

3、计算模型

本文的分析对象为一户外广告牌，受水平均布风载荷，载荷作用在广告牌面上。广告牌部分为solid（185）单元，广告牌的支撑部分为beam（188）单元。广告牌长m800m，高500mm，厚60mm，立柱高为600mm，半径20mm。材料参数：solid单元，材料为钢，弹性模量E=29e6,泊松比u=0.3，密度7.8e-6；beam单元，弹性模量E=210e8，泊松比u=0.3。

网格划分：单元的边界长度不超过40。载荷：端面上的拉力，形式为面分布均匀载荷。约束：两地面端完全约束。

建模并划分好单元以后的结果为：

图一

单元划分以及施加约束、载荷图

4、计算结果分析

（1）总位移图

图二 总位移显示图

（2）求解后的结构变形图

图三结构变形图

（3）等效应力图

图四

等效应力发布图

（4）矢量显示总位移图

图五

矢量显示总位移图

（4）定义路径显示图

通过定义不同的节点组成一条路径图，并把这些节点处在x方向、y方向、z方向以及总的应力用曲线的形式描述出来进而分析广告牌上的应力特点。

（5）沿路径线性化等效应力显示图

4、结果分析

由图二知该广告牌在受到水平风荷载作用时面板的变形最大，且在顶部处最为突出，变形最大。在该水平风荷载作用下会产生顺风向的水平位移,如果这些变形过大,将直接影响到广告牌的正常使用及感观效果,因此,设计中应严格限制其变形。

由图三可以看出广告牌的支撑立柱应力最大位置位于立柱和广告牌的结合部,因为立柱下部在风荷载作用时弯矩最大,柱表面拉应力最大。因此这个部位在基础设计时要格外注意。

5、结束语

通过户外广告牌的受力分析及其基于Ansys10.0的显示结果，我们可以得出以下结论：

(1)通过在面板上施加不同大小的荷载,可以看出广告牌的侧偏量（位移量）随着水平荷载的增大而增大且顶部变化最大，并接近线性变化。

(2)通过计算可知在受到偏心荷载作用时,广告牌面板与支撑立柱的连接处是广告牌容易破坏的地方 ,所以在设计、检修时这些地方应列为重点部位。

（3）在承受风荷载的作用下,广告牌结构对支撑立柱的要求都是很高的 ,因此在设计和施工时应加以重视，以确保基础的强度、刚度及稳定性满足顶部结构在荷载作用下的承载力的要求。

参考文献：

《ANSYS辅助分析应用基础教程上机指导》张乐乐编著 清华大学出版社 《大型广告牌结构的设计及抗侧性能研究》

樊晓.南京:东南大学 《风荷载作用下高速公路广告牌的力学分析》 冯振宇

建筑科学与工程学报