支座的有限元分析
汽车塑料踏板支座的有限元分析
会 大量 减轻 汽 车的 质量 塑料 踏板 支 座 早在 Ｒ ｖｒ ｏｅ ７ ５上 就开始 大批 量使 用 了 ． 质量 只 有钢 铁支 座 的 其 ｌ ／ ３ 目前 ． 国外汽 车塑 料踏板 系统 的开 发技 术 已 经 相 当成熟 ． 而我 国在这方 面几乎 是空 白。 因此研究
关键 词 ： 车 踏 板 支座 ； 料 ； 限 元分 析 汽 塑 有 中 图分 类 号 ： ４ ３５ Ｕ ６． ５ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ５ ２ ５ （０ ８ ０ — ０ ５ ０ １０ — ５ ０ ２ ０ ）１ ０ １— ４
受到 能 源危 机 的威 胁 和环 保 的要 求 ． 界 各 国 世 的汽 车 工业 都 在 为汽 车 轻 量 化 做 着 各 种 努 力 减 轻 汽 车 自质 量 ． 仅 可 以减 少 原 材 料 的 消 耗 ． 不 降低 汽 车 的 成本 ． 可 以显 著 降 低 汽车 能 源 消 耗 ． 少 还 减 有 害气体 的排放 ． 提高 汽 车 的动 力性 能 。据相 关 资
摘要 ： 塑料 在 汽 车工 业 已得 到 比较 广 泛 的 应 用 ， 出于 安 全 方 面 的要 求 ， 料 产 品 在 汽 车 关 键 部 位 如踏 板 总 成 等方 但 塑 而的 应 川 一 直 比较 谨 慎 ， 研 发 在 我 国 才刚 刚 起 步 。 以某 轿 车 塑料 踏 板 支 座 为 例 ， 用 Ｓ ｌ Ｗｏｋ 其 运 ｏ ｄ ｒｓ三维 软 件 建 立几 ｉ 何 模 型 并利 用 有 限 元 方法 对其 结 构 强 度进 行 有 限 元 分 析 。 于 获 得 的 应 力分 布和 位 移 变形 量 实 现 支 座 的 强度 校 核 。 基
有限元方法根据节点位移求解节点应力与支座反力
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某弹性支座的接触应力有限元分析
Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ｏ Ｌ ０ Ｇ Ｙ Ａ Ｎ Ｄ Ｍ＿ Ａ Ｒ Ｋ Ｅ Ｔ
Ｖｏ １ ． ２ ０， Ｎｏ ． １ ０， ２ ０１ ３
构 的破 坏 。在 此 条 件 下 ， 干 燥 介 质 替 换 湿 凝 胶 中 的 溶 剂 并 将 流
耗能 的建筑 ， 节 能技术相对落后 。因此 ， 要 提高能源利用效 率 ， 减少能 源｝ 肖 耗， 减少对大气环境 的污染 ， 减少 Ｃ Ｏ 排放 以及地
气凝胶因其独特的性质在 国防 、 航天等尖端诸领 域有 着不 可替代的地位 。 目前 ， 由于制作 工 艺 的简化 和生 产成 本 的降 低， 气凝胶 已不再是可望不可及 的“ 贵族 ” ， 开始进入普通行业 。 本 文主要讨论气凝胶作为一种保温防火材料 ， 探 讨其在建 筑科
学 方 面 的应 用 。
具 有 较 好 的 应 用前 景 。 但潜 在 的 问题 是 溶 剂 消 耗 量 较 大 ， 干 燥
时间较长 ， 同时还产生不必要 的副产物等。 超临界干燥是 目前 制备气凝胶最成熟 的工艺 ， 得 到的气凝 胶其性能也最为优异 。本 文采用醇 溶剂 为介质进 行超 临界干 燥制备 Ｓ ｉ Ｏ 气凝胶 ， 其常压 干燥 工艺操 作较 为简 单 、 安全 ， 对 设备要求不高 ， 成本较低 ， 是今后气 凝胶 材料 工业化 发展 的方
度 （一 ４ ０ ℃） 和适中的压力下进行 ， 危 险性相对 降低 ， 但 得 到 的 Ｓ ｉ Ｏ２ 气 凝 胶 为亲 水材料具有一定 的局 限性 ， 虽 然 有 机保 温材料 的隔热效果 好 ， 但是 助燃特 性较差 ， 在 火灾发 生 的时候能够 起到推波 助澜 的作用 ； 而当前 的无机保温材 料在施
可达 ９ ９ ． ８ ％ 以 上 。常 用 的 干 燥 介 质 有 醇 溶 剂 （ 如甲醇、 乙醇
对有限元分析的解释
张总您好：
关于有限元分析结果，我上次发给您的图片是最终的完整结果，现补发一份按许用应力过滤后的图片，从这两张图片上能够看出超过180MPa的实际区域，另需注意，180MPa仅是许用应力，只有超过270MPa的表面区域才是真正屈服的区域，也就是说只有图中的黄、红色区域才会产生表面屈服现象（图片右上角有图例），即发生局部表面屈服现象的仅是图示棱边及其附近很小的区域。
关于零件局部表面屈服现象，这一点在常规的设计计算书中是无法体现出来的，并且业内也很少提及这个问题。
但不可否认，无论任何一种支座，这种局部屈服是客观存在的，我们用有限元做辅助分析，预期目的就是为了得到一个相对更接近真实工况的结果。
这种屈服现象及过程可以这样理解：当支座在受到水平作用时，上、下座板逐渐接近，直至接触，首先是棱边开始接触，棱边及其相邻的局部范围在压应力的作用下慢慢产生表面屈服，而表面屈服同时也意味着接触部位的性质在由点、线接触逐渐转换为面接触，接触部位的抗压能力迅速增强，很快将会达到一个平稳状态，而不是无休止地屈服甚至影响到深部。
按应力云图所示，我们可以认为发生表面屈服的范围就是超出270MPa的表面部位，这些局部的表面屈服对整体结构的强度影响是微乎其微的，如果说影响，充其量不过是相当于位移量比设计值增大了几十微米的样子。
基于ANSYSWorkbench减震器支架组有限元分析
TECHNIC FORUM/技术论坛2011/09基于ANSYS Workbench减震器支架组有限元分析Finite Element Analysis of Absorber Bracket Component Based on ANSYS Workbench 121胡顺安 孙博 王振凯HU Shun-an et al1. 山东蓬翔汽车有限公司 山东烟台 2656072. 三一重型装备有限公司 辽宁沈阳 110027摘 要：详细介绍了减震器支架组有限元分析时的模型前处理、边界条件设定及后处理等分析过程，并通过对减震器支架组的应力分析结果进行的评判，系统分析了该减震器支架组在不同载荷下的适用情况。
关键词：减震器支架组 有限元 应力分析Abstract Pre-process, boundary conditions, and post-process in the finite element analysis of the absorber bracket component were elaborated, by evaluating the stress analysis result of the absorber bracket component, the applicable condition of the absorber bracket component in different loads were analyzed.Key words absorber bracket component; finite element; stress analysis+中图分类号：U463.335.1.02 文献标识码：A 文章编号：1004-0226(2011)09-0070-021 前言根据市场反映，原先设计的减震器支架易从根部撕裂，后续产品可通过改进下推力杆支架和减震器支架的结构来满足产品的使用要求；但市场上已售出的产品因为下推力杆支架已经焊接在桥壳上，无法采用改进下推力杆支架的方式加以解决，急需返修，故提出采用改进减震器支架替代原减震器支架，并在局部采用加强筋，再将减震器支架和加强筋焊接在下推力杆支架上的返修方案。
减震型销轴支座的有限元分析及试验研究
减震型销轴支座的有限元分析及试验研究
随着社会的飞速发展,各种新材料、新技术、新工艺的出现,使人们对建筑的体型和外观也有了新的要求。
因此,大跨度建筑结构逐渐受到建筑师们的青睐,
这种结构不仅增大了人们的活动空间,在造型的设计上也具有很大的灵活性。
但是,所有的上部结构必须通过支座落地或与下部结构连接。
大跨度钢结构的支座对于主体结构而言,极为重要。
销轴支座外形优美、自由伸缩,能动性强。
但由于温度和地震作用的方向是不确定的,这种节点不能保证任意方向的转动性能,更不能保证支座平面外的抗
疲劳性,一旦不确定荷载作用在接触面上,耳板极其容易被弯断,造成安全隐患。
本课题提出一种新型的减震型创新销轴支座设计方案,并进行了有限元研究和试验验证。
得出了以下主要结论:(1)减震型销轴支座性能优良,具有良好的转动能力,在设计时一般只传递轴力和剪力,不传递弯矩,可以作为理想的铰接节点。
(2)减震型销轴支座能满足主要受力方向(即支座平面内)的地震作用下的抗震设计,对结构非主受力方向(即支座平面外)承担的非确定性地震作用有明显的减震及变形适应能力。
(3)有限元仿真试验可以比较准确的模拟出销轴支座的力学性能。
新型减震型销轴支座可传递、抵抗竖向荷载作用,并且能缓冲并抵抗平面外荷载的影响和作用,符合“精确设计”的理念和发展趋势;超过承载力极限时销轴首先破坏,结构可形成理想的铰接从而释放多余的内力,从而避免主要结构构件
的破坏;在过载之后可通过更换破损的销轴装置来恢复原结构。
滑动支座隔震性能的有限元分析
内筒 内表 面上粘 接一层 聚 四氟 乙烯 板然 后与支 座 的
０ 引 言
支座 隔震 是一 种 被 动 控 制 技术 ［ ， 构 被 动 控 １ 结 ］
圆钢板 焊接 成一 体 ， 后 把底 部 的 圆形 聚 四 氟 乙烯 然 板 粘接 在 圆钢板上 ， 四氟 乙 烯板 厚 为 ３ｍｍ． 外 聚 在
刘 波 ，牛 忠 荣
（ 肥工业大学 土木与水利工程学 院， 肥 ２００） 合 合 ３ ０ ９
摘 要 ：介 绍 了一 种 聚 四 氟 乙烯 （ ＴＦ 滑 动 支座 的 构 造 以及 工 作 原 理 ． 用 有 限 元 分 析 软 件 Ｐ Ｅ） 采
ＡＢ ＡＱＵＳ对 Ｐ Ｆ Ｔ Ｅ滑动 支座在 水 平位移 激励 作 用下的 滞 回性 能和 地 震激 励 作 用 下的 位移 响应 进行 了 有 限元 分析． 分析 结果表 明 ， 支座具 有很 好 的滞 回性 能， 由于该 支座 没有 复位装 置 ， 该 但 滑移后 有残 留位 移 ， 应 用 时需根据 实际情 况预 留水 平方 向的净 间距． 在 通过往 复加 栽 下 支座 的 滞 回性 能分析和 地震 激励
作 用下 的位移 响应 分析 ， 实 际工程提供 了结构 支座 设计 的理论依 据 ． 为
关键 词 ： 摩擦 滑移 ； 回性 能 ；有 限元 法 ； 移响应 ； 滞 位 隔震
中图 分类号 ：ＴＵ３ １ ９ 文献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ７ ～ ｌ９ ２ １ ） ３ ０ ５ ４ ６ １ １ Ｘ（０ ０ ０ —０ ８ —０
数 摩擦模 型 （ ｅ ａｔ ｒ ｔ ｎ ， 触 面 间 的摩 擦 系 ｐ ｎ ｌ ｆ ｃｉ ） 接 ｙ ｉ ｏ
本支 座 中所 用 的钢 板 均 采 用 Ｑ２ ５钢 ， ３ 弹性 模 量 Ｅ一２ １ Ｏ ． ×ｌ ＭＰ ， ａ 泊松 比 一０ ３ 聚 四氟 乙烯 ．； Ｅ一４ ０ＭＰ ， ０ ａ 泊松 比 一０ ４ ； ． ２ 两种 材 料 均按 弹 性
有限元分析在推力杆支座设计改进中的应用
收稿 日期 ：０ ０ ０ — ８ ２ １－ ６ １ 作者简介 ： 苏翠娟（ ９ ９ ） 女 ， １７ 一 ， 广西柳州人 ， 助理 工程师 ， 技术 主管 ， 从事各系列桥总成 的设计研发 工作 ； 主要 黄芝 刚（ ９ ２ ） 男 ， １８ 一 ， 广西 罗城 人 ， 助理 工程 师 ， 车间主任助理 ， 主要从事桥壳焊接 、 机加工生产管理 、 质量控制工作 。
底 座 的 受 力 在 ７ １６Ｍ ａ之 间 。 ３ ３ Ｐ
图 ６ 受力时推 力杆支座底座 的应力云 图
从 图 ６看 出 ，支 座 底 座 的 受 力 在 ２ ８ ９ ａ之 间 ， １ —３ ２ＭＰ 应
根 据 推 力 杆 支 座 应 力 云 图 ， 找 出 容 易 拉 裂 的薄 弱 部 分 ， 再 进行相应改进 。
图 ９ 受 力时 推 力杆 支 座 中上 部 圆 弧 过 渡 处 的 应 力 云 图
优 化 后 的推 力 杆 支 座底 座 应 力 云 图如 图 １ ： 进 后 ， 座 Ｏ改 支
Ｕ Ｘ４０建 立 三 维 实 体 模 型 ， 入 Ｃ Ｓ Ｓ ｏ ｓ 对 模 型 Ｇ Ｎ ． 导 Ｏ ＭＯ Ｗ ｒ 并 ｋ 增 加 推 力 杆 ， 化 后模 型 如 图 １ 简 。
图 ２ 推力杆载 荷图
图 ３ 推 力 杆 支座 所 受 约 束 及 载 荷
３ 网格 划分
按 照单元大 小 １ ５ｍｍ，公差 ０７ ． ｍｍ对推 力杆 支座划分 ５
网格 ， 划分好 的网格如 图 ４ 支架节点数 为 ３ ７ ， 。 ６０ ５ 单元 总数为
图 １ 推 力杆 支 座 有 限 元 模 型
２２ １ ７４。
２ 进 行 约束及 载 荷分 析
推力杆支座与汽 车车架是 通过推力杆 、 螺栓 固连 的。 以 所 支座上 ４个 螺栓孑 处增加 约束 ， Ｌ 推力杆处 载荷如 图 ２ 。其 中 ｆ
桥梁结构的有限元分析
2019年7月术桥梁结构的有限元分析张艳(齐鲁交通发展集团有限公司建设管理分公司，山东济南250000)［摘要］对桥梁结构进行有限元分析的步骤进行了总结，结合工程实例，运用Midas/civil有限元分析软件对其进行有限元模型的建立,计算模型参数的选取，计算荷载的选取,施工段的划分和建模，为后续设计和施工奠定了坚实的理论基础。
［关键词］桥梁结构；有限元；建模文章编号：2095-4085(2019)07-0087-021桥梁结构有限元分析的步骤1.1数据准备及离散化其主要步骤是进行结构体系离散化和计算相关参数，实际操作步骤如下。
(1)在进行结构体系离散化过程需要注意的是,将常规的计量模型分解为有限个单元体，再对相应的节点进行布设，将各个单元体之间的参数进行连接,构成一个可以将各个单元体连接在一起的集合。
(2)确定相关参数，对各类数据进行整理，通过相关软件对荷载，力学等数据进行计算，确保计算数据的正确性。
1.2单元分析用单元体的结点位移来表示各个单元体的位移,应力，应变，再进行计算分析，以便能够快速的确定结点位移分布的函数关系，一般我们将这种函数关系命名为位移模式或插值模式，根据单元的自由度和解的收敛性要求，选择多项式的项数和阶次。
并且这种单元结点位移表示结点力的函数关系式为：｛川e二［K］e⑻％1.3荷载分析处理对于非结点荷载和结点荷载的分析处理要求计算相关数据，并推出结构所受荷载的等效结点荷载列阵。
1.4建立整体结构矩阵平衡方程该部分的内容是将各个单元的刚度矩阵组集成整个结构的刚度矩阵及将各个单元的等效结点力列阵组集成总的荷载列阵。
1.5引入支座约束条件得到未知结点位移的唯一解必须要输入约束条件，由于不能确定未知结点位移的解，所以整体结构矩阵平衡方程中并没有支座约束条件的参数。
1.6求解结构矩阵平衡方程，计算单元应力通过求解引入支座约束条件的整体结构矩阵平衡方程，得到未知结点位移。
然后对各个单元进行分析，计算出单元应力。
有限元分析的原理
有限元分析的原理
有限元分析是一种利用数值计算方法对复杂结构进行力学分析的工程技术。
其基本原理是将结构离散为有限数量的简单元素（如三角形、四边形等），通过对这些元素的力学性质进行计算，再整合得到整个结构的行为。
有限元分析的具体步骤如下：
1. 离散化：将结构划分为一系列连续或间断的有限元素，并确定每个元素的节点。
常用的有限元素包括线元、面元和体元。
2. 建立元素方程：通过对各个元素应用力学原理，建立每个元素的力学方程。
根据结构的不同特性，可以考虑各向同性或各向异性。
3. 组装方程：将各个元素的力学方程组装成整个结构的方程系统。
通过将节点的位移和力进行连接，形成整个结构的整体方程。
4. 约束和加载：根据实际问题，对结构施加特定的边界条件和加载情况。
这些条件可以是强制性的约束（如固定支座）或施加的外部载荷。
5. 求解方程：通过数值计算方法求解组装的方程系统，得到各个节点的位移、应力和应变等。
常用的方法有直接法（如高斯消元法）和迭代法（如共轭梯度法）。
6. 后处理：根据求解结果，对结构的应力、变形等进行分析和评估。
可以绘制各个节点或元素的位移云图、应力云图等。
有限元分析的优势在于可以较好地描述非线性、动力学和多物理场等复杂问题，并可以在设计阶段提供有用的指导。
然而，有限元分析也有一些限制，如需要对结构进行合理的离散化、对结果进行验证以及计算资源的消耗等。
因此，在进行有限元分析时，需要合理选择计算模型和方法，并结合实际情况进行综合分析和判断。
不同尺寸铅芯橡胶隔震支座力学性能的有限元分析
不同尺寸铅芯橡胶隔震支座力学性能的有限元分析艾方亮;朱玉华;任祥香【摘要】研究不同尺寸铅芯橡胶隔震支座力学性能的变化规律,为小比例隔震结构模型隔震层的相似设计提供依据.采用ABAQUS对不同尺寸的铅芯橡胶隔震支座进行有限元分析.在橡胶和薄钢板厚度按比例变化的情况下,分析了不同尺寸铅芯橡胶隔震支座在竖向荷载和剪切荷载作用下的力学性能,研究了竖向刚度、水平等效刚度、屈服后刚度、屈服剪力、等效阻尼比等随铅芯橡胶隔震支座尺寸的变化规律.分析结果表明:竖向刚度、水平等效刚度、屈服后刚度等随铅芯橡胶支座尺寸的增大而线性增大,等效阻尼比与铅芯橡胶支座的尺寸关系不大,支座屈服剪力与铅芯直径尺寸近似成二次抛物线变化的关系.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2016(032)006【总页数】6页(P74-79)【关键词】铅芯橡胶隔震支座;有限元分析;力学性能【作者】艾方亮;朱玉华;任祥香【作者单位】同济大学建筑工程系,上海200092;同济大学建筑工程系,上海200092;同济大学结构工程与防灾研究所上海 200092【正文语种】中文隔震结构通过在基础结构和上部结构之间设置隔震层,使上部结构与地震动的水平成分绝缘[1]。
隔震层中设置隔震支座和阻尼器等隔震装置,铅芯橡胶支座作为具有阻尼性能的隔震装置在实际工程中得到了广泛的应用。
1994年美国北岭地震和1995年日本阪神地震中,此类隔震结构经受了强烈地震动的考验,表现出良好的减震效果[2]。
模拟地震振动台试验能很好地再现地震过程,是考察结构地震反应和破坏机理最直接的方法,是研究和评价隔震结构抗震性能的重要手段之一[3]。
国内外研究学者对隔震结构开展了一系列的振动台模型试验研究[4-6],其研究内容主要针对隔震结构的抗震性能及验证基础隔震技术的隔震效果。
刘文光等[7]采用按比例缩小的铅芯橡胶隔震支座来模拟隔震层,表明小尺寸铅芯橡胶支座可以很好的模拟实际结构的隔震效果。
基于有限元分析的混凝土结构强度评估
基于有限元分析的混凝土结构强度评估一、引言混凝土结构在现代建筑中扮演着重要的角色，其性能的评估对于建筑的质量和安全具有至关重要的意义。
有限元分析是一种常用的评估混凝土结构强度的方法，本文将详细介绍基于有限元分析的混凝土结构强度评估的原理、方法和实现过程。
二、有限元分析的原理有限元分析是一种数学模拟方法，将复杂的结构划分为有限数量的小元素，通过数学计算模拟其力学行为。
在混凝土结构中，有限元分析可以用于模拟荷载作用下的应力分布、变形情况和破坏状态，从而评估结构的强度和稳定性。
三、有限元分析的方法有限元分析包括以下步骤：1.建立结构模型结构模型是有限元分析的基础，其建立需要考虑结构的几何形状、荷载和材料等因素。
在建立结构模型时，需要将结构划分为小元素，并确定每个元素的材料属性和节点连接方式。
2.确定荷载情况荷载是对结构进行有限元分析的前提，其大小和方向对结构的应力分布和变形情况有重要影响。
荷载可以分为静载荷和动载荷，需要根据实际情况进行确定。
3.设置边界条件边界条件是指结构模型中的约束条件，包括支座、固定点和约束面等。
边界条件的设置对于有限元分析结果的准确性具有重要影响。
4.求解有限元方程有限元方程是由所有小元素的应力平衡方程组成的大型线性方程组，其求解需要使用数值方法和计算机模拟。
求解完成后，可以得到结构的应力分布和变形情况。
5.分析结果分析结果包括结构的应力分布、变形情况和破坏状态等。
通过对分析结果的比较和分析，可以评估结构的强度和稳定性，并提出必要的改进建议。
四、实现过程基于有限元分析的混凝土结构强度评估的实现过程包括以下步骤：1.建立结构模型在建立结构模型时，需要考虑混凝土结构的几何形状和结构类型，例如梁、柱、板等。
根据结构形状和荷载情况，将结构划分为小元素，并确定每个元素的材料属性和节点连接方式。
2.确定荷载情况荷载是对结构进行有限元分析的前提，其大小和方向对结构的应力分布和变形情况有重要影响。
杆系结构的有限元法分析
杆系结构的有限元法分析有限元法是一种结构分析方法，常用于分析各种不同类型的结构系统，其中包括杆系结构。
杆系结构是由杆件连接而成的桁架结构，常见于桥梁、塔架和支撑结构等。
利用有限元法进行杆系结构的分析，可以得到结构的位移、应力、应变和刚度等信息，帮助工程师评估结构的稳定性和安全性。
下面将介绍杆系结构的有限元法分析的步骤。
首先，进行前期准备工作。
这包括收集与结构相关的几何信息（如杆件长度、截面形状等）、边界条件（如固定支座、外载荷等）和材料性质（如材料的弹性模量、密度等）。
这些信息将是有限元模型建立所需要的输入参数。
接下来，建立有限元模型。
将杆系结构离散化为一个个的杆单元，采用有限元方法对每个杆单元进行离散近似。
常用的杆单元包括横截面线性杆单元、三节点弯曲杆单元和非线性杆单元等。
然后，确定单元刚度矩阵。
对于横截面线性杆单元，其刚度矩阵可以根据材料性质和几何信息计算得到。
对于弯曲杆单元和非线性杆单元，则需要考虑附加的几何和材料非线性效应。
接着，组装全局刚度矩阵。
将所有杆单元的刚度矩阵按照其关联的节点自由度进行组装。
在组装过程中，需要考虑杆单元之间的关联关系，确保刚度矩阵的正确性和完整性。
然后，应用边界条件。
根据实际情况，将已知的边界条件（如固定支座、已知位移等）施加到全局刚度矩阵中。
这将改变全局刚度矩阵的特征值和特征向量，从而影响结构的响应。
接下来，求解结构的位移和应力。
通过求解结构的整体刚度方程以及施加的边界条件，可以得到结构的位移解向量和应力解向量。
位移解向量描述了结构的变形情况，而应力解向量体现了结构的应力分布情况。
最后，进行后处理。
在得到位移和应力解后，可以计算结构的应变分布、变形形态以及额外的设计指标。
通过这些结果，可以对结构的性能进行评估，以便优化设计。
综上所述，杆系结构的有限元法分析包括前期准备、建立有限元模型、确定单元刚度矩阵、组装全局刚度矩阵、应用边界条件、求解结构的位移和应力以及后处理等步骤。
有限元分析中的一些问答
有限元分析的一些基本考虑-----单元形状对于计算精度的影响笔者发现，在分析复杂问题时，我们所可能出现的错误，竟然是一些很根本的错误，这些根本错误是由于对有限元的基本理论理解不清晰而造成的。
鉴于这个原因，笔者决定对一些基本问题（例如单元形状问题，单元大小问题，应力集中问题等）展开调查，从而形成了一系列文章，本篇文章是这些系列文章中的第一篇。
本篇文章先考虑有限元分析中的第一个基本问题：单元形状问题。
我们知道，单元形状对于有限元分析的结果精度有着重要影响，而对单元形状的衡量又有着诸多指标，为便于探讨，这里首先只讨论第一个最基本的指标：长宽比（四边形单元的最长尺度与最短尺度之比），而且仅考虑平面单元的长宽比对于计算精度的影响。
为此，我们给出一个成熟的算例。
该算例是一根悬臂梁，在其端面施加竖直向下的抛物线分布载荷，我们现在考察用不同尺度的单元划分该梁时，对于A点位移的影响。
这五种不同的划分方式，都使用矩形单元，只不过各单元的长宽比不同。
例如第一种（1）AR=1.1，就是长宽比接近1；第二种（2）AR=1.5,就是长宽比是1.5.其它类推。
第五种（5）AR=24，此时单元的长度是宽度的24倍。
现在我们看看按照这五种单元划分方式对于A点位移的影响，顺便我们也算出了B点的位移，结果见下表。
我们现在仔细查看一下上表，并分析其含义。
我们先考虑第一行，它是第一种单元划分情况，此时每个单元的长宽比是1.1，由此我们计算出A点，B点的垂直位移，可以看到，A点的竖直位移是-1.093英寸，而B点的竖直位移是-0.346英寸。
而这两点我们都是可以用弹性力学的方式得到精确解的，其精确解分别是-1.152以及-0.360.这样，我们可以得到此时A点位移误差的百分比是[(-1.093)-(-1.152)]/1.152 = 5.2%.对于其它情况，也采用类似的方式得到A点位移误差的百分比。
从上表可以看出来，随着长宽比的增加，位移误差越来越大，竟然大到56%。
有限元分析原理与步骤
有限元分析原理与步骤
有限元分析是一种数值计算方法，用于解决工程结构的力学问题。
它将任意复杂的结构分割成为若干个简单的子结构，通过数学模型和计算机软件进行力学分析。
有限元分析的步骤如下：
1. 建立几何模型：根据实际结构的几何形状，使用CAD软件
或者手工绘图等方式建立三维或二维模型。
2. 网格划分：将结构模型划分成若干个小单元，如三角形、四边形或六边形等，这些小单元构成了有限元网格。
3. 选择适当的元素类型：根据结构的特性选择合适的元素类型，如杆件元、梁单元、板单元等。
4. 建立整体刚度矩阵：根据每个小单元的几何形状和材料性质，计算每个小单元的刚度矩阵，将其组装成整个结构的刚度矩阵。
5. 施加边界条件：确定结构的边界条件，如固定支座、约束等。
6. 施加荷载：施加力、压力、温度等荷载条件。
7. 求解方程：通过求解结构的刚度方程，得到结构的位移、应力、应变等结果。
8. 后处理结果：根据求解得到的结果，进行结果的可视化及分
析。
通过以上步骤，有限元分析可以提供结构的力学性能分析，如应力、应变、变形等，为工程设计和优化提供参考依据。
基于参数化有限元分析的桥梁支座刚度矩阵的求解
．
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． ｜ ． ＝ ｜ ＿ ｜ ＝ ：
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． Ｉ － 二
搏 ｊ ： 墼 ， 母 ：器 捧 肆 蓦 ： 有 为分 棼赉 对 ： 峰轰 摩 务 用 警 蔗
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４ ０ ７ ；．江 汉 大 学 机 电与 建 筑 学 院 ， 北 武 汉 ３０４２ 湖
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文章 编 号 ：ｏ ２ ６８ （０ ６ ０ —０ ３ —０ ｌ０ — ８ ６ ２ ０ ） ５ ０ ９ ２
基 于参 数 化 有 限元分 析 的桥 梁 支座 刚度 矩 阵 的求 解
。
陈云 信 ， 勤 钱
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（ ．华 中科 技 大学 土 木 工 程 与 力 学学 院 ， １ 湖北 武 汉
和评价 结果 。如果 求解 结果 表 明有必 要修 改 设 计 ， 必 须 就 改 变模 型的几 何形 状 及 相 关 参 数 。当 模 型 复 杂 或 修 改 较
ABAQUS有限元分析钢筋混凝土连续梁内力重分布的影响因素
ABAQUS有限元分析钢筋混凝土连续梁内力重分布的影响因素随着工程建设和技术水平的不断提升，ABAQUS有限元分析技术被广泛应用于工程力学领域，特别是结构力学方面的研究中。
钢筋混凝土连续梁是一种常见的工程结构，在受力过程中会出现内力分布的变化。
本文将以ABAQUS有限元分析钢筋混凝土连续梁内力重分布的影响因素为主题，对此进行探讨。
1. 梁的几何形状和区间长度钢筋混凝土连续梁的几何形状和区间长度是影响内力分布的主要因素之一。
随着几何形状的变化，梁的受力情况也会发生变化，因此影响内力分布的因素包括梁的截面形状、宽度、高度等方面，以及不同区间长度的差异等。
2. 材料性质材料性质是影响钢筋混凝土梁内力分布的另一个关键因素。
钢筋混凝土的强度、韧性等基本性质都会对内力分布产生重要的影响。
在ABAQUS有限元分析中，材料性质的设定是十分重要的，包括混凝土、钢筋的材料性质等方面。
3. 荷载类型和荷载大小荷载类型和荷载大小都对内力分布产生重要的影响。
不同类型的荷载会产生不同的力学响应，从而影响内力的分布情况。
同时，荷载大小的不同也会影响内力分布的程度和形态。
4. 支座形式支座形式是钢筋混凝土连续梁内力分布的另一个重要因素。
不同的支座形式会对梁的刚度产生不同的影响，从而对内力分布产生不同的影响。
在ABAQUS有限元分析中，支座形式的设定需要考虑支座的类型、位置、刚度等因素。
综上所述，钢筋混凝土连续梁内力重分布的影响因素包括梁的几何形状和区间长度、材料性质、荷载类型和荷载大小、支座形式等方面。
针对这些因素，我们可以通过ABAQUS有限元分析工具，对钢筋混凝土连续梁内力分布情况进行模拟和计算，并针对不同的影响因素进行分析和改进，进一步提高工程建设的质量和性能。
为了更好地分析钢筋混凝土连续梁内力重分布的影响因素，我们需要收集和整理相关的数据，进行量化和分析。
以下是一些可能的数据类型和分析方法。
1. 梁的截面面积和惯性矩梁的截面面积和惯性矩是直接影响内力分布的因素之一。
有限元分析报告样本【范本模板】
《有限元分析》报告基本要求:1. 以个人为单位完成有限元分析计算，并将计算结果上交;(不允许出现相同的分析模型，如相同两人均为不及格）2. 以个人为单位撰写计算分析报告；3. 按下列模板格式完成分析报告；4. 计算结果要求提交电子版，报告要求提交电子版和纸质版.（以上文字在报告中可删除）《有限元分析》报告一、问题描述（要求：应结合图对问题进行详细描述，同时应清楚阐述所研究问题的受力状况和约束情况。
图应清楚、明晰，且有必要的尺寸数据。
）一个平面刚架右端固定，在左端施加一个y 方向的-3000N 的力P1,中间施加一个Y 方向的—1000N 的力P2，试以静力来分析,求解各接点的位移.已知组成刚架的各梁除梁长外，其余的几何特性相同。
横截面积：A=0.0072 m² 横截高度：H=0.42m 惯性矩：I=0.0021028m4ｘ 弹性模量：E=2.06ｘ10n/ m²/泊松比：u=0。
3二、数学模型（要求：针对问题描述给出相应的数学模型,应包含示意图,示意图中应有必要的尺寸数据;如进行了简化等处理，此处还应给出文字说明。
)（此图仅为例题)三、有限元建模(具体步骤以自己实际分析过程为主,需截图操作过程)用ANSYS 分析平面刚架1．设定分析模块选择菜单路径:MainMenu—preference 弹出“PRreferences for GUI Filtering”对话框,如图示，在对话框中选取：Structural”，单击[OK］按钮，完成选择。
2．选择单元类型并定义单元的实常数（1）新建单元类型并定（2）定义单元的实常数在"Real Constants for BEAM3”对话框的AREA中输入“0。
0072”在IZZ 中输入“0。
0002108”，在HEIGHT中输入“0。
42”。
其他的3个常数不定义。
单击[OK］按钮，完成选择3．定义材料属性在"Define Material Model Behavier”对话框的”Material Models Available”中，依次双击“Structural→Linear→Elastic→Isotropic”如图在如下图的对话框EX中输入“2.06e11"，在PRXY框中输入“0.3",完成材料模型的定义.4建立平面刚架节点和单元（1)生成节点选择菜单路，生成节点于目前坐标系统命令,单击以后弹出如图对话框,在对话框的Node number 中输入“1“接着依序输入第一点XYZ的坐标值”2，0，0,然后单击[APPLY]按钮继续生成第二点，如图接着在对话框的Node number 中输入“2“接着依序输入第一点XYZ的坐标值"6，0，0，然后单击［APPLY]按钮继续生成第三点,如图接着在对话框的Node number 中输入“3“接着依序输入第一点XYZ的坐标值”0，2，0,然后单击［APPLY］按钮继续生成第四点，如图接着在对话框的Node number 中输入“4“接着依序输入第一点XYZ的坐标值”4，2，0,然后单击[APPLY］按钮继续生成第五点,如图接着在对话框的Node number 中输入“5“接着依序输入第一点XYZ的坐标值"8,2，0，然后单击［OK］按钮，完成第五点的生成,系统显示生成的五个点的位置，如图校验所输入的节点坐标的正确与否，可以选择菜单路径：弹出如图所示一个文本窗口,如图,列出了所有的节点及其坐标。
站房屋盖网架与支座节点有限元分析
【 关键词】 整体模型 ； 橡胶 支座 ； 节点分析 ； 限元 ；ｏ ｉ ｓ 有 ＶｎＭｓ 应力 ； ｅ
【 中图分类号】 Ｔ ３１ Ｕ ９
１ 工 程 概 况
Ｉ 文献标识码】 Ｂ
【 文章编号】 １０ — ８４ ２１ ）７ ０９ — ３ ０ １ ６６ （０２ ０ — ０４ ０
与整体计算模型在 竖 向荷载作 用 下的 变形 形状 保持 一 致 ，
刘 尚伦等 ， 站房屋盖 网架与支座＝ 点有限元分析
由于是 单 向 网架 ， 开 口边 和 跨 中 区域 ， 在 网架竖 向变形 明 显， 最大变形发生在跨 中位置 ， 网架整体 变形现 象体 现出单 向板特 点 ， 符合板式 网架 理论假定 。
【 摘
要】 以跨度为 ４ｍ的两边 开 口网架为分析对象 ， 网架 和下部框架 组成 的整体模 型与单 独 网架模 型 ６ 对
的受力进行对 比分析 ； 以支座节点为有 限元分析对 象 ， 焊接球 、 对 十字肋 板 、 支座 底板在荷 载作 用下 的 Ｖ ｎＭｉ ｓ ｏ ｓ ｅ 应 力分布进行 了分析 ， 结果表明设计的支座节 点满足要求 ；ｆ － 为此类工程设计提供有益参考。 ． －
图 ３ 焊 接 球 支 座 节点 有 限元 模 型 图
照支 座节 点的实际 构造 ， 在相 关节 点假 定 双 向铰接 的 约束
方式进行计算 ， 然在 程序 中支座 约束 全 部输 入 弹簧 刚度 虽 后可 以计算 ， 但实际情况是 网架整体 式浮动 体系 ， 属约 束不
稳体系 ， 因而在局部支座采用双 向铰接约束进行计算 。
２ ２ ２ 指标对 比分析 ．． （ ） 振频率与振型 。选取两种计 算模型 的前 ３ １ Ｏ阶 自 振频率关系 曲线进行对 比， 见图 ２ 。从 图中 可知 ， 两种 模 型
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支座的有限元分析
—基于UG8.0与ANSYS Workbench
摘要：采用三维软件UG8.0建立的支座模型，并将三维模型导入到ANSYS Workbench，在Workbench中，对其进行结构强度、刚度校核以及模态分析，得到其在工作载荷下的变形、应力和模态频率，并在结构尺寸上进行优化设计，使其在结构强度上得到改进与加强。
关键词：支座；UG8.0；ANSYS Workbench；有限元
Abstract: using 3d software UG8.0 established contact ball bearing model, and the three dimensio nal model is imported to ANSYS Workbench, the Workbench, its structural strength, rigidity and modal analysis, get it under the working load of the deformation, stress and modal frequency, and carries on the optimization design on the structure size, in the structure strength is improved and st rengthened.
Keywords：contact ball bearing；finite element ；UG8.0;ANANSYS Workbench
0引言
支座作为多向活动部件的连接装置，主要受来自复杂部件的随机变化载荷的作用力，由于载荷力复杂多变，且局部应力集中地现象存在，导致球形接触面产生不规则破坏。
以前的设计方案基本是粗略的，对于结构尺寸不能做到很精确的设计，使用效果不怎么好。
本文利用UG8.0三维设计软件对支座进行参数化建模，并运用UG与ANSYS Workbench软件间的接口，将模型导入到ANSYS Workbench中，对其进行结构强度、刚度校核以及模态分析。
有限元是一种在工程分析工程中常用的解决复杂问题的近似的数值分析方法，ANSYS程序中加入了许多新的技术，非线性、子结构以及更多的单元类型被加入程序，从而使程序具有更强的通用性。
同时，ANSYS还提供了强大和完整的联机说明系统详尽的联机帮助系统，使用户能够不断深入学习并完成一些深入的课题。
并因在机械结构强度和刚度分析方面具有较高的计算精度而得到普遍应用。
本文将分析在载荷的作用下，支座的变形，应力等，并显示强大的ANSYS的求解结果。
1支座有限元模型的建立
1．1支座UG模型的建立
ANSYS在其所有的产品系列和工作平台上均兼容。
能够与多数三维软件接口，实现数据和交换，所以建立精确地三维软件模型是进行有限元分析的前提。
UG作为专业的三维软件系统，具有强大的参数化功能。
用UG建立支座模型，如图1所示；
为了方便计算机模拟分析，把模型进行简化，忽略一些小圆角或者是小圆孔，不影响模型的主形体。
1.2 ANSYS Workbench中的参数化定义
将ANSYS与UG8.0安装在同一电脑中，利用ANSYS 12的ANSYS CAD Configuration manager12模块指定的UG的安装位置，确定后启动UG8.0，会在软件的工具栏中出现ANSYS12工具条，软件连接完毕。
打开支座模型，点击UG8.0工具栏里的ANSYS12下的Workbench，进入ANSYS Workbench环境中，双击Grometry进入Designmodeler环境，点击Generate 导入模型，并在Details View中的Parameters中选中所作的尺寸作为参数。
1.3 网格的划分
将模型导入Static Structure中，进行网格划分是有限元前处理的关键工作，网格划分的质量和优劣将对计算结果产生很大影响。
ANSYS Workbench的网格划分时非常智能化的，设定Element Size 为5.0mm，Relevance Center为fine，transition为slow。
步骤如下： Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool然后进行网格划分，如图所示。
1.4载荷与边界约束
支座所受载荷是由连接件作用在球接触面的实验测得。
在本实验中用合力的形式将其作用在球形接触面，为沿其轴向的2MPA的应力，位置约束为其底座孔，对其进行固定面约束。
(1)约束四个安装孔:Main Menu: Solution→Define Load→Apply→Structural→Displacement →Symmetry B.C. →On Areas 拾取四个安装孔的8个柱面→ OK
(2)在整个基座的底部施加位移约束
Main Menu: Solution→Define Load→Apply→Structural→Displacement →on Lines +
拾取基座底部的所有边线，选择 UY 作为约束自由度→OK。
(3) 在导孔端面上施加推力载荷（面载荷） Main Menu: Solution→Define Load→Apply →Structural→Pressure→On Areas→拾取导孔counterbore上宽度为“3”的所有面→OK →输入面上的压力值28959276→Apply
(4)在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷 Main Menu: Solution→Define Load→Apply→Structural→Pressure→On Areas→拾取球形接触面→OK→输入压力值-2→OK
2支座的刚度、强度分析
由分析可知，支座应力主要集中在球接触面上，如图所示。
Main Menu: Solution→Solve→Current LS。
求解后的结果，变形图。
最大应力位于球形面上表面接触处，为3.8MPa。
最大位移为1.072mm，图如下所示。
3 结论
本文通过UG软件建立支座的三维模型，并利用软件接口将三维模型导入到ANSYS Workbench中，在Workbench中对其进行强度和刚度的校核及模态分析。
从图中可看出，载荷主要集中在支座的上半圆周的表面，所以要对该处进行载荷保护，可通过变换材料，热处理等方法加强该处强度。
ANSYS的分析，为以后的的支座结构强度分析节省了时间，验证方案的可行性，为支座的进一步优化提供了依据。
参考文献
1、张力.有限元法及ANSYS程序应用基础．科学出版社．2008年10月．
2、张乐乐．ANSYS辅助分析应用基础教程．清华大学出版社．2006年３月．
3、宋志安.机械结构有限元分析.国防工业出版社.2010。