案例01 — 集中荷载下的轴向杆件
本验证案例研究受多个集中轴向力作用的棱柱形钢杆的轴向位移。RodX的计算结果与解析解进行对比验证。
描述
直径50毫米的钢杆承受图示轴向荷载。杆件在A点固支，在沿长度方向的B、C、D节点施加集中力。
求：
- D点的轴向位移
- B点相对于C点的位移
结构图示
验证模型的几何形状、边界条件和荷载施加情况。
模型参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 单元类型 | Beam element |
| 材料 | Steel |
| 弹性模量 | 2.0 × 10⁸ kN/m² |
| 直径 | 0.05 m |
| 边界条件 | Fixed at point A |
| 荷载 | Concentrated axial forces |
数值结果
位移
轴力
RodX表格结果
对比
| 节点 | 解析解 | RodX |
|---|---|---|
| Δx(D) | -0.0891 | -0.0891 |
| Δx(B-C) | -0.0764 | -0.0764 |
RodX获得的数值结果与解析解吻合。
参考文献
- Hibbeler, R. C. Mechanics of Materials, 10th Edition (SI Units), Pearson Education, 2017, Example 4.1, p. 147.