有限元分析技术

1、研究生课程考核试卷科目：有限元分析技术教师:姓名：学号：专业：类另1：上课时间：考生成绩：卷面成绩平时成绩课程综合成绩阅卷评语：阅卷教师（签名）重庆大学研究生院制有限元分析及应用课程Case Study计算轴的变形及等效应力1引言并计较本文利用材料力学的方法和有限元法分别计算轴的变形和等效应力, 不同计算方法所得结果的差异。2模型及数据设计c&ntdur斗=Le ar L n3QT1 = 100Nm T2 = -100Nm P = 500NL4=30mm从左到右轴的直径设定大小 L仁35mmL2=40mmL3=35mm3材料力学的方法计算轴的变形及等效应力由此可得到弯矩图：扭矩图:100501

2、10 m根据已作出的总弯矩和扭矩图，求出计算等效弯矩Mca,并作出Mca图，Mca 的计算公式为：在这里，取a =1。由此可得等效弯矩图：叽阳+（旳yQT =由公式：二！，可求得弯曲应力:其中 W= n /32X d3由此可得应力分布图：由此可得最大应力为38MPa4有限元的方法计算轴的变形及等效应力(1) 六面体单元轴的六面体网格图轴的受力示意图AN-1TTMB-4 flBgU(JLVO-EH4E .934B Mil OOTIDSJMI -47-41-D07305lfl 31fi20.7d931.125,19315,Z5.r93436,30541.9147,417轴的应力图-,3L DTIO

3、H1fl QB -1TTMR-IuaiM (iLva) UtfAEJdhi 口ois-anJMX -.ODS-aiJ.ODiflUt.OOEDflEi.003133JQQ5222 .曲皿鈕 ”叩冲.0叱和首.血眄朋轴的变形图(2) 四面体网格轴的六面体网格图轴的受力示意图-9C1 DTI-Z+fANrlRgTH毗HTMMMI; 也 n T n IJ3IK3町0Q9D3 1ZMJ-012C135,Q7710.14220.2 T11.5, JOI25,33635,465轴的应力图koixa 二 Ktunctram -1TTHE-lUSIMUTaQnCHIJMIAN. &Ba=-C3 iCI01Sg

4、Ei .DOR盟 8,10113551 .lOOt-ne ifl05SSb .D0$13 ，flai7SIDjL 0和3轴的变形图5结论利用不同的方法得出了不同的结果类型变形位移（MPa）等效位移（mm）六面体网格47.4170.00955四面体网格46.3180.00903有限元分析及应用课程Case Study平面简支梁的三种类型单元分析及单元性能比较1引言本文在ANSYS平台上，采用有限元方法对平面简支梁，在三种单元(梁单 元、三节点三角形单元、四节点四边形单元)下的不同性能。2计算模型和要求E=21000Mpah 犀度A77 T7L=100nmi模型图3在三种单元下的不同性能(1)四节

5、点四边形单元AN边界条件图ANNODAL SOLUTIONSUB =1TIME=1SEQV(AVG)EMX =a.12291 自HW =7.9026SMX =136 71AN0,O2039.013415_Oi32S6B053fi77.00 D 51-6-OfiTDS?-Q&3935a. 1073547,B026G36s 012364.221992,4 315120.64121a 907 550.117178.326710G-53S136.761应力图NODAL SOLUTIONSUB =1TIME=1USUM(AVG)R5YS=0DHX =.12231SMX =a12291位移图(2)梁单元E

6、LZHEJST3UF边界条件NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1T 工 HESEQV(AVG)DHX =.121762SMX =135AN0.29,5312E8 5930US . 12514 765673 0281103 3S9135应力图NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1T 工 HEUSUM(AVG)RS3=0EMX =i2172 MN =t155E-1B 3MX =.121762.15&E-LS.oiaaieb0S3271-079907-106542.03MS3騎的.&S3224位移图(3) 三节点三角形单元边界条件图NODAL SOLUTIONSUB =

7、1TIME=1SEQV(AVG)OMX =.lfi3792 自HW =B.351SMX =123 29B.,395133.52S359 g 61JEiB3,794BIOS g 92B20.96174Ga 094971.228296.3614123.29应力图NODAL SOLUTIONSUB =1TIME=1USUM(AVG)R5YS=0DHX =.163792SMX =-1S792035829071659.1Q74SB.14331B.017915.05374 4-039574- 125403.163792位移图4结论在相同的的外界条件下使用不同的单元可得出不同的结论单兀类型应力(MPa位移(

8、mm)四节点四边形单元136.760.123梁单元1350.122三节点三角形单元123.290.163有限元分析及应用课程Case Study不同板宽的孔边应力集中问题1.引言本文在ANSYS平台上，采用有限元方法如图所示的平面圆孔的孔边问题， 通过数值实验的方法研究不同板宽的孔边应力集中问题，与弹性力学的解析值进 行比较。给出应力集中系数与相对孔径之间的关系。2计算模型及设定尺寸不同板宽的孔边应力集中问题设定右端拉力大小为200N,板块材料的弹性模量2060000MPa泊松比为0.3， 取定圆孔的半径为10mm板长为150mm板的宽度按30mm 50mm 70mm 90mm 110mm 1

9、30mn规律变化，得到一系列的板宽与孔径的相对尺度。3不同板宽的应力图板宽有限元模型边界条件30mm板宽有限元模型应力云图HODA.L SOLUTICnANSTEFFI-17IN1DMX =.0034573HH -1.3673MX =14.4331-267.ZZ67.0E69.9452-7975.656g.51512.Sua11.37414.41Q50mm板宽有限元模型边界条件70mm板宽有限元模型应力云图HO DAL SOLUTIZn3UB =1sb?. (awIM -.OD10333MH =.b3bOT$SHE -6. 7-6360792.DD42-271d.T296.10T1-222.6

10、664555.423fi.79190mm板宽有限元模型应力云图HODA.L SOLUTICnSTEFFI 8l：ffi -1 7IN1DMX =.DDJ45S 8MM -.G3471B 3MX =5-355-6Za?181.6771.1512 .7292-2D23.255.S234.3fl75.359110mm板宽有限元模型应力云图HODAXi 5OLLFTIC5T,EF=1 霞B -1 7IN1CATO dmx =.DDj.E728HH -.377D1B3MX =a.47ANMay 22 2012L3l5Bi31-277081.272.H523.0552-97-S2231E1.7162.60

11、a3.501.4.457130mm板宽有限元模型应力云图4结论板宽B (mrh30507090110130最大应力CTmax ( MPR37.7814.448.996.795.364.46平均应力qo (MPa12.195.223.272.311.881.61k3.102.772.742.942.852.77匕35791113k-的关系曲线图有限元分析及应用课程Case Study模态分析计算1引言本文在ANSYS平台上，采用有限元方法算出带孔板子的固有频率。10mm,2计算模型及设定尺寸板块材料的弹性模量2060000MPa泊松比为0.3，取定圆孔的半径为 板长为150mm板的宽度为50mmANTYPE HUM3有限元模型及模态分析F经过有限元计算可得到前10阶的频率:阶数频率（Hz）153.12254.233256.114468.495756.016808.987989.6981073.791095.0101312.2WOOflli SQLUTICH3TEF-LSUB 立UBUM AV3F asys-DFMX B.233MX =E-23601,9023, 035,4-JS7.2X-.9007712/7024.5O4鼠肖帖氣前百第一阶的振形图HOQAL SQLUTICKSTEF-l SUB *i FREfiSm”1 UBUMJLSS-DMX =E-O763MX -