有限元实验报告.docx

有限元实验报告.docx

《有限元实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有限元实验报告.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

有限元实验报告

有限元分析作业

1■问题描述

计算分析模型如图所示，分析坝体的应力、应变。

f*H

1m

2.建立有限元模型

1）选择单元

本问题中选用PLANE42单元。

PLANE42用于建立二维实体结构模型。

该单元既能用作平面单元（平面应力或平面应变），也能用作轴对称单元。

该单元由四个节点定义，每个节点有两个自由度：

节点坐标系x、y方向的平动。

该单元有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形和大应变功能。

单元示意图如下图中所示。

2）定义材料参数

图2定义材料参数

3）生成几何模型

根据坝体截面尺寸现在ANSYS中生成各个关键点，在由关键点生成坝体截面。

坝体的实体模型如图3中所示。

4）网格划分

采用映射网格的方法来对截面进行划分。

划分好的实体模型如图4中所示

图3坝体截面模型图4网格模型

3.施加载荷并求解

1）定义约束

分别给下底边和竖直的纵边施加x和y方向的约束。

2）施加载荷

给斜边施加x方向的分布载荷，通过关于x的函数来施加。

如下图中所示。

图5施加函数载荷

3）求解

图6求解后模型

4.结果显示

1）变形图

如图7所示。

坝体的总变形为0.11e-08m

2）位移云图

如图8中所示。

坝体的x方向最大位移为0.103e-08m,y方向的最大位移为0.412e-09m。

3）应力云图

如图9中所示。

X方向的最大应力为-0.540837pa,发生在坝底处；y方向的最大应力为3.65pa,发生在坝底的两个底脚处；z方向的最大应力为0.932799pa。

图7坝体总变形云图

（a）（b）

图8坝体的位移云图

（a）x方向位移；（b）y方向位移

（b）

AN

（C）

图9坝体的应力云图

（a）x方向应力；（b）y方向应力；（c）z方向应力

1.问题描述

计算分析受内压作用的球体，截面模型如图所示，分析模型的应力、应变。

2.建立有限元模型

1）选择单元

本问题中选用PLANE42单元。

PLANE42用于建立二维实体结构模型。

该单元既能用

作平面单元（平面应力或平面应变），也能用作轴对称单元。

该单元由四个节点定义，每个节点有两个自由度：

节点坐标系x、y方向的平动。

该单元有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形和大应变功能。

单元示意图如下图中所示。

图1PLANE42单元示意图

2）定义材料参数

3）生成几何模型

根据坝体截面尺寸现在ANSYS中生成各个关键点，在由关键点生成模型截面。

球体截面模型如图3所示。

4）网格划分

采用映射网格的方法来对截面进行划分。

划分好的截面模型网格如图4中所示。

3.施加载荷并求解

1）定义约束

分别给水平直边和竖直直边施加约束。

2）施加载荷

给内弧施加径向的分布载荷。

定义了约束与施加载荷后的模型如图5所示。

图5球体截面载荷模型

3）求解

4.结果显示

1）变形图

如图6所示。

坝体的总变形为0.156e-03m

图6球体总变形云图

2）位移云图

如图7中所示。

坝体的x方向最大位移为0.811e-04m，y方向的最大位移为0.142e-03m。

（a）（b）

图7球体位移云图

3）应力云图

如图8中所示。

X方向的最大应力为0.315e9pa,发生在球体内侧顶部；y方向的最大应力为0.259e9pa,发生在球体中部水平方向内侧；z方向的最大应力为0.315e9pa,发生在球体内侧顶部。

（b）

（c）

图8球体的应变云图

1■问题描述

如图所示，使用ANSYS分析平面带孔平板，分析在均布载荷作用下板内的应力分布。

已知条件：

F=20N/mm,L=200mm,b=100mm,圆孔半径r=20,圆心坐标为（100,50）,E=200Gpa。

板的左端固定。

图1带孔平板模型

1■问题描述

实例类型：

ANSYS结构分析。

分析类型：

线性静力分析。

单元类型：

PLANE82

PLANE82为四边形一三角形混合自动网格划分提供了更精确的结果，而且能在不损失精度的情况下允许不规则形状的存在。

八节点单元具有相容的位移形状，非常适合模拟曲线

边界。

图2PLANE82单元的示意图

2.建立有限元模型

1）定义单元类型

（1）选择单元

本问题中选用PLANE82单元。

（2）定义单元实常数

本问题所用单元类型为带厚度平面应力分析，因此分析类型设定为Planestrsw/thk类型,

且单元厚度为20mm，如图3所示。

2）

定义材料属性

根据不同类型的应用，材料属性可以是线性或非线性的。

本问题只有一种材料，因此只需定义一种材料，而且只需定义弹性模量和泊松比。

如图4在对话框中键入

EX=200000（Mpa）,PRXY=0.3

2）创建实体模型

根据已知条件分别创建一个矩形面和一个圆面，通过布尔运算，用矩形面减去圆面，即可得到所要求的实体模型。

如图5所示。

为使网格划分更均匀，用映射网格划分，在网格划分前需对模型进行切割处理，并对切割后的模型进行粘接，处理后模型如图6所示。

图5实体模型图6处理后模型

3）划分网格

（1）设定网格尺寸

在这里定义模型两条短边划分10份，两条长边划分15份，四条斜边划分15份。

（2）划分网格

采用映射面网格划分，划分好的网格如图7所示。

图7网格模型

3.施加载荷并求解

在这里首先定义模型约束，然后施加载荷，最后求解，为后处理查看结果提供数据。

1）定义约束

由已知得，需要固定（Fix）板左边线，即需要约束线上节点所有自由度（AllDOFs）。

2）施加载荷

在板右侧边施加均布载荷，载荷大小为-1Mpa（由于载荷方向离开板，为拉力所以为负值，反之为正）。

模型见图8。

图8加载后模型

3）求解

4.查看分析结果

1）显示模型的变形图

如图9所示。

最大变形量0.00124mm。

图9平板变形云图

2）显示位移等值线分布图

如图10所示。

最大的位移为0.00124mm。

图10平板总位移云图

3）显示等效应力等值线图

3.70202MPa。

如图11所示。

由图发现最大应力出现在孔的上下顶点，为

□C远4

图11平板的vonmiss应力云图