有限元分析.docx

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有限元分析

1.问题描述

薄壁圆筒半径2.080m,高h=20m,壁厚t=0.007,材料紫铜，弹性模量E=117.2GPa,泊松比0.3，计算薄壁圆筒的屈曲模式及临界载荷。

2.建立几何模型

2.1创建数据文件

选择菜单File>New命令，输入文件名zgp，单击OK创建数据文件，如图2所示。

2.2：

单击Geometry应用工具按钮，开始创建几何模型，在Action>Creat,Object>Curve,Method>2DCircle,在InputRadius中输入半径值2.080，单击Apply,创建曲线。

2.3：

在Action>creat,Object>curve,Method>Translation,在DirectionVector中输入20

2.4生成曲面：

在Action>Creat,Object>Surface,Method>Curve,Option>2Cruve条件下，StartingCruveList中选择Curve1,在EndingCurveList中选择Curve2,单击Apply.生成如下图曲面，具体如下图：

2.5：

单击Elements应用工具按钮，在Action>Creat,Object>MeshSeed,Type>Uniform中选中NumberofElements,Number=64,CurveList中选择Curve1,重复上述操作，令Number=40，在CurveList中选择Surface1.1,在Action>Creat,Object>Mesh,Type>Surface,中选择创建的平面，单击Apply。

清除多余节点，在Action>Equivalence,Object>Meshseed,Type>Uniform条件下，两次单击Apply.

清除多余节点后的网格：

2.6：

定义载荷边界条件。

在Action>Creat,Object>Displacement,Method>Nodal,条件下，在NewSetName中输入fixed.单击Inptudata按钮，在Translations和Ratations中分别输入<000>和<000>.单击OK，单击SelectApplicationRegion中，在GeometryFilter选择FEM,选择下端的节点，单击OK，单击Apply

2.7:

定义载荷：

Action>Creat,Object>CIDDistrabuteLoad,Method>ElementUniform在NewSetName中输入load,TargetElementType中选择2D，单击Inputdata按钮，在EdgeDispForce中输入<0,0,-10>单击OK按钮，单击SelectApplicationRegion中FEM条件下，选择上端所以节点，如下图：

2.8定义材料：

单击Materials应用工具按钮，在Creat>Isotropic>ManualInput

MaterialName中输入m1,单击InputProperties按钮对应的面板，在ElasticModulus中输入117.2e9，在PoissonRatio中输入0.3，单击OK，单击Apply:

2.9:

定义单元属性：

单击Properties应用工具按钮，Creat>2D>Shell条件下，在PropertiesName中输入shell，打开InputProperties按钮对应面板，在MatPropName中选择m1,在thickness中输入0.007，单击OK，在ApplicationRegion选项框中选择Surface1,单击Add,单击Apply:

3.0:

单击Analysis应用工具按钮，在Analyze>EntireModel>FullRun,单击SolutionType按钮，在弹出的对话框中选择BUCKING,在EigenvalueExtraction中定义屈曲阶数为4，单击OK，弹出Nastran计算对话框，开始计算

开始计算：

3.1：

查看分析结果：

在Action>AccessResults,Object>AttachXDB,Method>Entities条件下，单击SelectResultsFile按钮，选择zgp.xdb.单击OK,单击Apply.

、

结果

第一阶屈曲模式：

第二阶屈曲模式：

第三阶屈曲模式：

第四阶屈曲模式：

9.软件分析结果和计算结果对比

MODAL

FACTOR

MODAL1

1.6468*10^5

MODAL2

1.6468*10^5

MODAL3

1.7553*10^5

MODAL4

1.7553*10^5

10.实验结论

通过此次试验，对紫铜进行了屈曲分析，了解和使用了Patran和Natran进行屈曲分析的分析流程和方法以及各种参数的设置，知道了屈曲分析主要是用于研究在特定载荷下稳定性以及结构失稳条件下的临界载荷。

11.心得与体会

此次分析有些地方不是很明白，比如Barorientation中应该是<010>虽然老师上课经过，但是自己还是比较模糊，还有就是通过这次分析，有patran分析得到的挠度和以前材料力学分析的挠度数值相差不是很大，足以说明patran来分析的方便性。

指导教师批阅意见：

成绩评定：

指导教师签字：

年月日

备注：