有限元大作业

1、南京工业大学基于ABAQUS有限元线性静力分析实例学生姓名： 邓坤军 学 号： 612080706048 学 院： 机械与动力工程学院 专 业： 化工过程机械 题 目： 有限元线性静力分析实例 指导教师： 周昌玉教授 评阅教师： 周昌玉教授 2012年6月有限元大作业（ABAQUS） 1、问题的描述如图所示的支架，一端牢固地焊接在一个大型结构上，支架的圆孔中穿过一个相对较软的杆件，圆孔和杆件用螺纹连接。材料的弹性模量，泊松比,。支架有以下两种工况，如图所示。1） 杆件的一端受到Y轴负方向的集中力，其大小随时间变化。2） 除了上述载荷之外，支架的自由端还在局部区域上受到均布的剪力。要求确定这两种

2、工况下支架挠度随时间变化的情况，以及内圆角处的最大主应力。根据分析结果来改进设计，以减少应力集中。 力与时间之间的增量关系2、 分析问题2.1 创建二维平面 1）导入CAD平面图启动ABQUES/CAE，在出现的start session对话框中选择create Model Database。在导入的CAD图如图所示： 3.1创建部件 1）通过延伸来创建部件 2）使用已有的平面来生存部件，得到的三维图如下图所示： 3）倒圆角后的图形为： 4）切割圆孔后的图形为：4.1创建材料和界面属性1） 创建材料在数据表中设置杨氏模量为210000，泊松比为0.3，点击ok。2） 创建界面属性，保持默认参数

3、不变3） 给部件赋予截面属性点击左侧工具中的（Assign Section），再次点击支架部件，在视图中中点击鼠标中建，然后点击OK。部件变为绿色，表示已经赋予了截面属性。如图所示：5.1 定义装备件在module列表中选择Assembly功能模块。点击工具中的（Instance Part），接受默认参数，即类型为非独立实体，点击OK。结果如下图所示：6.1划分网格1） 进入Mesh功能模块 在Module列表中选择Mesh功能模块，即对部件Bracket划分网格，而不是对整个装备件划分网格。结果如下图所示：2） 分割部件圆孔附近的区域显示为黄色，表示此区域已经可以生成扫掠网格。如下图所示：3

4、） 继续分割部件（对顶部部件进行分割），这是整个部件都显示为黄色。结果如图所示：4） 设置全局种子在对话框中的全局的单元中的大小中输入2，视图中说显示的全局种子。如图所示：5） 布置边上的种子 输入圆弧上的单元数为12，按回车键来确认。6） 设置网格参数 在视图中区域中画一个矩形区域来选中部件中的所有区域，然后在视图中点击中建。保持默认参数不变。7） 设置单元格类型画一个矩形区域来选中部件的所有区域，然后在视图中点击中建。几何阶次中选中二次单元，保持减缩积分的选择，点击OK。8） 划分网格点击工具栏中的(Mesh Part Instance)，然后点击中建，得到如图所示的网格：9） 在应力集中

5、部位分割面。在应力集中部位绘制90°的扇形区域，然后在视图中点击中建来退出绘图环境，得到的部件如下图所示：10） 在应力集中部件分割部件11） 在应力集中区域布置种子设置单元数为12，种子完全约束，不允许单元数目改变。布置种子后的部件如图所示：12） 设置网格的划分方式13） 重新划分网格。重新划分的网格如图所示：与8）中的网格进行比较，在应力集中部位生成了形状比较规则的细化网格，其单元形状优于8）中的网格。7.1设置分析步骤下面将创建两个分析步骤，分别来定义施加在杆件一端的集中力载荷和施加在支架上自由端上的剪力。1） 在Module中的Step模块。载荷参数如图所示：2） 创建第二

6、个分析步3） 设置场变量的输出结果。分析过程中只输出两种场变量：应力S和位移U。8.1定义耦合约束模型中将不对称杆件建模，而是在杆件的一端的受力点处定义一个参考点，然后在此点和圆孔内表面之间进行分布耦合约束，从而模拟杆件和圆孔之间的连接的关系。1） 定义参考点2） 为参考点创建集合3） 定义约束面4） 定义耦合约束9.1 定义载荷穿过圆孔的杆件在一端受到沿Y负方向上的集中力，力的大小随时间变化，下面首先定义集中力1） 定义载荷随时间变化的幅值2） 定义集中力3） 分割支架的端面4） 定义受剪力的面5） 定义载荷面10.1定义边界条件1） 为施加在固定支边界条件的区域创建集合。2） 为施加对称边界条件的区域创建集合3） 定义固支边界条件4） 定义对称边界条件11.1后处理在Job功能模块中完成自己分析计算后可以直接进入Visualization功能模块进行后处理。1） 显示变形图2） 显示云纹图2）逐格显示各个时间增量步点击窗口底部提示区的向前，可以逐格显示各个时间增