有限元上机实验指导书

弹性力学及有限元实验上机指导书

土木工程教学部

20１5年6月

一、ANSYS软件安装及有限元建模方法演示１、实验目的

掌握Ansys商用有限元软件的安装及了解有限元建模方法２、实验任务

１）Ansys商用软件8.1安装过程详解。

２）采用有限元直接建模法创建杆系模型演示。

3）采用有限元间接建模法创实体模型演示。

模型一：平面桁架如下图所示，长度单位为m，求支座反力和各杆内力。弹性模量2.1e+11，泊松比0.3，杆件截面面积均为0.01m2。

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图1 平面桁架模型

模型二：正方形带孔平板，边长1m，小孔直径0.1m，板厚0.05m。弹性模量2.1e+11，泊松比0.3。上下边受均匀压力1000N。

图2 带孔正方形平板

3、实验方法

实验方法同课堂操作演示。

命令流(模型一)

/PREP7

ET,1,LINK1

R,1,0.01, ,

MP,EX,1,,2.1e+11

MP,PRXY,1,,0.3 n,1,0,0

n,2,1,0

n,3,1,0.5

n,4,2,0

n,5,2,0.833

n,6,3,0

n,7,3,1

n,8,4,0

n,9,4,0.833

n,10,5,0

n,11,5,0.5

n,12,6,0

e,1,2

e,1,3

e,2,3

e,2,4

e,3,5

e,4,5

e,3,4

e,4,6

e,5,7

e,6,7

e,4,7

e,6,8

e,7,9

e,8,9

e,7,8

e,8,10

e,9,11

e,10,11

e,8,11

e,10,12

e,11,12

save

命令流(模型二)

二、利用ANSYS创建杆系或实体结构有限元模型

１、实验目的

掌握有限元建模的基本方法并能创建简单的杆系结构和实体结构有限元模型。

２、实验任务

（1）采用直接建模法创建上节平面桁架结构模型。

（2）采用间接建模法创建上节带孔平板实体模型。

3、实验方法

实验方法同操作演示。

三、有限元求解及结果后处理演示

１、实验目的

掌握基本参数的设置、荷载施加方法及后处理操作。

２、实验任务

（1）读入数据文件（命令流）的形式生成杆系结构有限元模型

（2）实常数、材料参数、求解参数设置演示

（3）位移约束、集中荷载施加方法演示

（4）计算求解与后处理操作演示。

3、实验方法

实验方法同课堂操作演示

附：后处理GUI操作及命令流操作

A、通过后处理提取节点计算结果

三种后处理操作：

1、plot results

GUI: main menu——postproc——plot results——contour plot——nodal solu

命令流:plnsol,u,x; plnsol,u,y; plnsol,u,sum

2、list results

GUI: main menu——postproc—— list results——nodal solu

命令流: prnsol,u,x; prnsol,u,y; prnsol,u,sum

3、query results

GUI: main menu——postproc——query results——subgrid solu

B、通过后处理提取单元计算结果

a、需要先定义单元表

GUI: main menu——general postproc—— element table——define element table

Lab:给输出变量一个名称 items——by sequence number; comp——ls or nmisc,1

命令流: etable,11,ls,1;etable,22,ls,2

b、定义好单元表，采用与查询节点的相同方法查询单元结果。

命令流: pretable,11;pletable,22

四、利用ANSYS计算均布荷载作用下带孔平板的应力和变形

１、实验目的

掌握用有限元软件解决简单弹性力学问题的基本过程。

２、实验任务

（1）读入数据文件（命令流）的形式生带孔平板有限元模型

（2）对带孔平板模型进行单元划分生成有限元分析模型

（3）进行实常数、材料常数、求解参数设置。

（4）在带孔平板有限元模型上施加均布荷载并求解。

（5）进行后处理操作提取计算结果，并与理论手算结果进行对比分析。

3、实验方法

实验方法同课堂操作演示