有限元实验2012

有限单元法有限单元法 B B 实验报告实验报告 1 目录目录 1 实验一 平面结构的静力学分析 2 实验二 空间结构应力场分析 3 实验三 2D Plane Stress Bracket Example 4 实验四 可压缩流体分析 2 实验一实验一 平面结构的静力学分析平面结构的静力学分析 一 实验目的 一 实验目的 掌握平面问题的有限元分析方法和对称性问题建模 的方法 通过简单力学分析 可以知道本实验问题属于平面应力问 题 二 问题描述 二 问题描述 这是一个简单的 单一的负载阶跃 如下图所示的 支架结构静力分析 被约束的左上角的销孔 焊接 绕其整个圆周 和一个锥形的压力负载被施加到右侧的销孔的下部的底部 问题的 目的是展示典型的 ANSYS 分析程序 使用美制单位 三 实验过程 三 实验过程 1 建立模型 首先创建两个长方形和两个圆形 3 2 进行布尔运算 将上述图形变成一连续图形 3 在已创建好的平面上再创建两个孔 4 4 设置结构分析范畴 MainMain Menu Menu Preferences Preferences structuralstructural filteringfiltering 5 设置材料属性 MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor MaterialMaterial Props Props MaterialMaterial Models Models Structural Structural Linear Linear Elastic Elastic IsotropicIsotropic 6 定义单元类型 MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor ElementElement Type Type Add Edit DeleteAdd Edit Delete Add Add 8 node8 node quadquad PLANE82 PLANE82 7 定义实常数 MainMain MenuMenu Preprocessor Preprocessor RealReal Constants Constants Add Edit DeleteAdd Edit Delete Add PLANE82 Add PLANE82 8 划分网格MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor Meshing Meshing MeshMesh Tool Tool GlobalGlobal SizeSize control Meshcontrol Mesh 5 9 施加约束 MainMain Menu Menu Solution Solution DefineDefine Loads Loads Apply Apply Structural Structural Displacement Displacement OnOn LinesLines 10 施加载荷 MainMain Menu Menu Solution Solution DefineDefine Loads Loads Apply Apply Structural Structural Pressure Pressure OnOn LinesLines 11 进行求解 MainMain Menu Menu Solution Solution Solve Solve CurrentCurrent LSLS 12 后处理 MainMain Menu Menu GeneralGeneral Postproc Postproc PlotPlot Results Results DeformedDeformed ShapeShape 四 实验结果四 实验结果 实验结果如下图所示 6 六 结论六 结论 通过本次实验 对理论课所学有限元基本方法有了一个更加直观 深入的理解 通过对 Abaqus 软件三个步骤 前处理 分析计算 后 处理的操作 了解了这款软件的基本应用 试验中 遇到诸多问题 仔细思考 加之请教老师 逐一解决 确实很有收获 7 实验二实验二 空间结构应力场分析空间结构应力场分析 一 一 实验目的实验目的 使用 ansys 对空间结构进行分析 建立相应的实 体模型和有限元离散模型 同时说明使用的单元类型 二 二 问题描述问题描述 本实验中进行建模的问题 是一个简单的下图中 所示的自行车车架 空心铝制管的外径为 25mm 壁厚为 2mm 三 实验过程三 实验过程 1 定义标量参数 UtilityUtility Menu Menu Parameters Parameters ScalarScalar ParametersParameters 2 创建关键点并连接成线 1 1 Main Main MenuMenu Preprocessor Preprocessor Create Create In In ActiveActive CS CS onon thethe Keypoints Keypoints KeypointsKeypoints 2 2 MainMain MenuMenu Preprocessor Preprocessor Create Create LinesLines Straight Straight lineline 8 3 选择单元类型 PreprocessorPreprocessor ElementElement TypeType Add Edit DeleteAdd Edit Delete PipePipe Elast Elast straight16straight16 4 定义实常数 MainMain MenuMenu Preprocessor Preprocessor RealReal Constants Constants Add Edit DeleteAdd Edit Delete Add Add TypeType 1 1 PIPE16PIPE16 5 设置材料属性 MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor MaterialMaterial Props Props MaterialMaterial Models Models Structural Structural Linear Linear Elastic Elastic Isotropic Isotropic EX EX 7000070000 NUXY NUXY 0 330 33 6 划分网格MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor Meshing Meshing MeshMesh LinesLines 9 7 施加约束 MainMain Menu Menu Solution Solution DefineDefine Loads Loads Apply Apply Structural Structural Displacement Displacement OnOn KeypointsKeypoints 8 施加载荷 MainMain Menu Menu Solution Solution DefineDefine Loads Loads Apply Apply Structural Structural Pressure Pressure OnOn KeypointsKeypoints 10 9 进行求解 MainMain Menu Menu Solution Solution Solve Solve CurrentCurrent LSLS 四 实验结果四 实验结果 运行MainMain Menu Menu GeneralGeneral Postproc Postproc PlotPlot Results Results DeformedDeformed ShapeShape 空间结构变形如图 五 结论五 结论 对空间结构的受力分析与平面结构静力学的受力分析基本步骤是 一样的 只是在选取坐标系方面有所不同 11 实验三实验三 二维平面应力支架示例二维平面应力支架示例 一 一 实验目的 实验目的 利用有限元对二维支架进行应力分析 并求解受 力情况 二 二 问题描述 问题描述 在这个实验中的问题是进行建模 求解一个简 单的支架 如下图所示 这个支架是由 20 毫米厚的钢板 该 板通过左边的两个小孔固定 有一个负载施加到右侧上的较大 的孔 三 实验过程 三 实验过程 1 建立模型 2 进行布尔运算 使之成为一个整体 并挖孔 3 设置结构分析范畴 MainMain Menu Menu Preferences Preferences structuralstructural filteringfiltering 12 4 设置材料属性 MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor MaterialMaterial Props Props MaterialMaterial Models Models Structural Structural Linear Linear Elastic Elastic IsotropicIsotropic 3 进行网格划分 MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor Meshing Meshing MeshMesh Tool Tool GlobalGlobal SizeSize control Meshcontrol Mesh 13 4 施加约束 MainMain Menu Menu Solution Solution DefineDefine Loads Loads Apply Apply Structural Structural DisplacementDisplacement 5 施加载荷 MainMain Menu Menu Solution Solution DefineDefine Loads Loads Apply Apply Structural Structural PressurePressure 6 进行求解 MainMain Menu Menu Solution Solution Solve Solve CurrentCurrent LSLS 7 后处理 MainMain Menu Menu GeneralGeneral Postproc Postproc PlotPlot Results Results DeformedDeformed ShapeShape 四 实验结果四 实验结果 实验结果如下图所示 14 15 五 结论五 结论 通过本次实验 了解了简支梁再受均布载荷时应力的分布规律 在用有限元方法求解时 通过网格加密和改变单元类型可以提高计 算精度 16 实验实验 4 4 可压缩流体分析可压缩流体分析 一 一 实验目的 实验目的 本次试验主要为可压缩流体分析 是使用厘米 克 秒单位的空气的密度 粘度 热导率 和特定的热特性并展示 典型的 ANSYS 分析程序 二 二 问题描述 问题描述 计算可压缩流的缩扩喷嘴 喷嘴与进气口 喉咙 出口半径 2 432 厘米 0 5 厘米和 0 80 厘米 分别是轴对称 喷嘴入口压力给出 6 13769e 6 dynes cm2 三 三 实验过程 实验过程 1 1 定义单元类型MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor ElementElement Type Type Add Edit DeleteAdd Edit Delete 2 2 创建关键点 MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor Modeling Modeling Create Create Keypoints Keypoints InIn ActiveActive CSCS 3 创建线和面 MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor Modeling Modeling Create Create Lines Lines Lines Lines InIn ActiveActive CoordCoord MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor Modeling Modeling Create Create Areas Areas Arbitrary Arbitrary ThroughThrough KPsKPs 17 4 划分网格MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor Meshing Meshing SizeSize Cntrls Cntrls Lines Lines PickedPicked LinesLines 5 施加边界条件 18 6 设置流体性质 设定流量环境参数 MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor FLOTRANFLOTRAN SetSet Up Up FluidFluid PropertiesProperties MainMain Menu Menu Preprocessor Preprocessor FLOTRANFLOTRAN SetSet Up Up FlowFlow Environment Environment RefRef Condit