有限元分析用的材料属性表material
一种重卡车架轻量化结构设计及有限元分析
作者简介：严国祥（1982-），男，山西运城人，本科，工程师，主要从事商用物流车、专用汽车的轻量化结构设计工作。
收稿日期：2021-10-18一种重卡车架轻量化结构设计及有限元分析严国祥，薛士博，王雪飞，蒋岩（辽宁忠旺集团有限公司，辽阳111003）摘要：介绍一种基于有限元分析的钢铝混合重卡车架的结构设计：车架材料主要是500L 大梁钢及6×××系铝合金挤压型材，由左右两支钢制纵梁、若干铝合金横梁组成主要受力框架。
纵梁采用原主机厂设计结构样式，横梁断面设计成抗弯刚度和连接性较好的工字型，各零部件之间通过铆钉或高强螺栓连接。
设计过程中通过有限元分析模拟了满载状态下的侧向工况和对扭工况，并重点分析了平衡悬架连接处的结构强度。
经过反复分析、结构优化，车架各处应力均低于材料屈服强度，抗弯和抗扭刚度与原钢车架相当。
对比结果表明，相比同类钢制车架，铝合金车架可减重40%。
关键词：铝合金；卡车；车架；有限元分析；轻量化中图分类号：TG146.21文献标识码：A文章编号：1005-4898（2022）01-0046-04doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2022.01.100前言随着我国经济的快速发展，电商、快递业呈爆发式增长，货物运输量剧增，导致商用物流车需求加大，物流运输行业竞争加剧。
为控制成本，增加货运量，各物流企业对车辆的性能、油耗、载质量利用率要求越来越高，而解决上述问题的最佳方案莫过于减重。
轻量化设计对传统燃油汽车而言可显著降低油耗；对新能源汽车则可增加续航能力；对于商用物流车最明显的优势是多拉货物，空载时降低油耗，从而在相同运费情况下增加收益，显著提升竞争力。
车架材料主要是500L 大梁钢及6×××系铝合金挤压型材，是负责承载整车上部载荷的核心部件[1-2]。
因此，在车架轻量化设计时就要充分考虑其强度。
目前钢制车架的纵梁、横梁普遍采用高强钢板折弯成型，再铆接而成。
hyperworks有限元仿真-第9章_材料与属性信息
IX材料与属性信息本章包含“Practical Finiite Elemen t Analysis”一书中的材料。
同时Sascha Beuermann修订并添加附加材料。
9.1 胡克定律与两个常数这里有个常识，就是对于不同的材料，施加相同的力（也就是相同的应力）会得到不同的应变。
对多种材料进行一个简单的拉伸试验，在小位移情况下，应力（单位面积上的力）与应变（单位长度上的伸缩率）之间会存在线性相关性。
s = F/Ae = DL/Ls ~ e a s = Ee其中，常数E与材料相关。
此方程即为胡克定律(Robert Hooke, 1635-1703)，是线弹性特性的材料方程。
E为弹性模量或杨氏模量，在线弹性范围内是正应力－应变曲线的斜率，定义为正应力/正应变，单位为：N/mm2。
可以在拉伸试验中看到另一个现象，即不仅在沿力的方向有会长，而且侧向会出现收缩。
μ的物理解释引用了尺寸为1x1x1mm的立方体，泊松比0.30的意味着，如果立方体伸长了1mm，侧向将收缩0.3mm。
金属的泊松比在0.25到0.35之间，泊松比的最大可能值为0.5（橡胶）。
还有一个材料参数G——刚性模量，代表在线弹性范围内剪切应力－应变曲线的斜率。
定义为剪切应力/剪切应变。
单位为e.g. N/mm2。
E，G和μ的相互关系见如下方程：E = 2 G (1+ u)线性静态计算仅需要两个独立的材料常数（比如E和μ）。
其他的分析需要附加的数据，比如重力、离心载荷、动态分析（材料密度r = m/V，单位体积上的质量，比如g/cm3）以及温度感应应力或应变（热膨胀系数a = e/DT = Dl/lDT，单位温度单位长度的膨胀或收缩，比如1/K）。
对于钢材，r = 7.89 •10-9 t/mm3 且a = 1.2 •10-5 1/K, 对铝, r = 2.7 •10-9 t/mm3 且a = 2.4 •10-5 1/K。
9.2 广义胡克定律方程及其36个常量胡克定律以σ = E * ε而熟知（见章节3.1）。
(完整版)有限元分析用的材料属性表
Cr4Mo4V# CrWMn 20CrMnMo 40CrMnMo 20CrMnTi 30CrMnTi 20CrMnSi 40CrMnSiMoV 5Cr21Mn9Ni2N 5Cr21Mn9Ni12N 20CrNiMo 20CrNi2MoA 2Cr12NiMoWV 28CrNiMoV# 30Cr2Ni4MoV# 40CrNiMo 40CrNiMoA 45CrNiMoV 45CrNiMoVA 10Cr2Mo1# 10Cr9Mo1VNb# 10CrMo910# 12Cr1MoV 12Cr1MoVTiB# 12Cr3MoVSiTiB# 12CrNi3 12Cr2Ni4 12Cr2Ni4H 12Cr2Ni4HA 12Cr18Ni9# 12Cr11MoV# 12Cr12Mo#
9Cr2Mo#
Cr12MoV
1.08E+11 2.10E+11 2.23E+11 2.10E+11 2.10E+11 2.10E+11 2.11E+11 2.11E+11 2.15E+11 2.06E+11 2.06E+11 2.06E+11 2.06E+11 2.06E+11 2.00E+11 2.07E+11 2.06E+11 2.11E+11 2.06E+11 2.06E+11 2.12E+11 2.10E+11 2.10E+11 2.11E+11 2.11E+11 2.20E+11 2.11E+11 2.13E+11 2.12E+11 2.25E+11 2.36E+11 2.18E+11
有限元软件ANSYS主要菜单中文解释
有限元软件ANSYS主要菜单中文解释ANSYS9.0程序主要菜单中文解释(1) 实用菜单窗口【Utility Menu】实用菜单中的子菜单都是下拉菜单，包括有：【File】文件管理菜单【Select】选择菜单【List】显示菜单【Plot】绘图菜单【PlotCtrls】绘图控制菜单【WorkPlane】工作平面菜单【Parameters】参数控制菜单【Macro】宏管理菜单【MenuCtrls】菜单控制菜单【Help】帮助菜单a. 文件管理菜单【File】【Clear & Start New…】清除或重新启动【Change Jobname…】改变作业名【Change Directory…】改变目录【Change Title…】改变题目【Resum Jobname.db…】取回作业【Resum from…】从目录中取回【Save as Jobname.db】储存作业【Save as…】另存作业【Write DB Log file…】输出.db Log文件【Read Input from…】读入文件【Switch Output to ?】输出结果文件【List ?】显示文件内容【File Options ?】对文件进行重命名、删除和复制等操作【ANSYS File Options…】设定ANSYS文件的属性等【Import ?】导入其他CAD系统的文件【Export…】导出IGES格式的文件【Report Generator…】报告生成器【Exet…】退出b. 选择菜单【Select】【Entites…】选择实体【Component Manager…】组元管理【Comp/Assembly ?】选择组元和集合【Everything】重新激活整个模型【Everything Below ?】激活某类实体c.显示菜单【List】【File ?】显示文件内容【Status ?】显示选取内容的状态【Keypoint ?】显示关键点的属性和相关数据【Lines…】显示线的属性和相关数据【Areas】显示面的属性和相关数据【V olumes】显示体的属性和相关数据【Nodes…】显示节点的属性和相关数据【Elements ?】显示单元的属性和相关数据【Components】显示组元的属性和相关数据【Picked Entities +】显示选中的实体属性和相关数据【Properties ?】显示要查询内容的属性【Loads ?】显示载荷【Results ?】显示求解结果【Other ?】显示模型中其他的一些信息d. 绘图菜单【Plot】【Replot】重新绘制图形窗口中模型【Keypoints ?】在图形窗口中只绘制关键点【Lines】在图形窗口中只绘制线【Areas】在图形窗口中只绘制面【V olumns】在图形窗口中只绘制三维实体【Specified Entities ?】在图形窗口中只绘制指定的图元【Nodes】在图形窗口中只绘制节点【Elements】在图形窗口中只绘制单元【Layered Elements…】在图形窗口中只绘制分层的单元【Materials…】在图形窗口中只绘制材料属性【Data Tables…】在图形窗口中只绘制定义过的材料属性【Array paramentes…】在图形窗口中只绘制参数【Result ?】在图形窗口中只绘制求解结果【Multi-Plots】在图形窗口中只绘制所有图元【Components ?】在图形窗口中只绘制组元e. 绘图控制菜单【PlotCtrls】【Pan Zoom Rotate…】对模型进行移动、缩放和旋转【View Setings ?】模型观察视角的设置【Numbering…】图元编号显示控制【Symbols…】图元窗口中显示符号的控制【Style ?】模型显示风格控制【Font Controls ?】字体显示风格控制【Window Controls ?】图形窗口中的内容显示控制【Erase Options ?】在图形窗口中进行擦除操作【Animate ?】动画显示控制【Annotation ?】注释【Device Options…】设备选择【Redirect plots ?】更改绘图地址【Hard Copy ?】对屏幕进行硬拷贝【Save Plot ctrls…】储存绘图控制【Restore Plotctrls…】恢复绘图控制【Reset Plot ctrls】重新设置绘图控制【Capture Image…】扑捉图形窗口并以位图等文件保存【Restore Ima ge…】恢复扑捉图形窗口【Write Metafile ?】输出材料数据【Multi-plot Controls…】多窗口绘图控制【Multi- Window Layout…】多窗口显示模型【Best Quality Image ?】最好质量扑捉图形窗口f.工作平面菜单【WorkPlane】【Display Working Plane】是否在图形窗口中显示工作平面【Show WP Status】显示工作平面状态【WP Setting…】工作平面参数设置【Offset WP by Incre ments…】对工作平面进行旋转【Offsets WP to ?】把工作平面移动到指定的图元位置【Align WP with ?】把工作平面按指定方向设置【Change Active CS to ?】更改当前激活坐标系【Change Display CS to ?】更改当前显示的坐标系【Local Coordinage Systems ?】局部坐标系的建立或删除等相关操作g.参数控制菜单【Parameters】h. 宏管理菜单【Macro】i. 菜单控制菜单【MenuCtrls】【Color Selection…】彩色选择【Font Selection…】字体选择【Update Toolbar】更改工具栏窗口【Edit Toolbar…】编辑工具栏窗口【Save Toolbar…】保存更改后的工具栏窗口【Restore Toolbar…】恢复工具栏窗口【Message Controls…】信息控制窗口【Save Menu Layout】保存更改后的菜单布局控制j.【Help】帮助菜单ANSYS的文档都在帮助菜单中，用到时可以查看。
有限元分析用的材料属性表zy
可锻铸铁 可锻铸铁 可锻铸铁 可锻铸铁 可锻铸铁 可锻铸铁 可锻铸铁 可锻铸铁 可锻铸铁 可锻铸铁
灰铸铁 灰铸铁 灰铸铁 灰铸铁 灰铸铁 灰铸铁
材料名称 Ductile Iron (SN) KTH300-06 (GB) KTH350-10 (GB) KTZ450-06 (GB) KTZ550-04 (GB) KTZ650-02 (GB) KTZ700-02 (GB) KTB350-04 (GB) KTB380-12 (GB) KTB400-05 (GB) KTB450-07 (GB) Gray Cast Iron (SN) HT100 (GB) HT150 (GB) HT200 (GB) HT250 (GB) HT300 (GB) HT350 (GB)
常用工程材料属性（ 弹性模量(N/m^2) 1.20E+11 1.90E+11 1.90E+11 1.90E+11 1.90E+11 1.90E+11 1.90E+11 1.20E+11 1.20E+11 1.20E+11 1.20E+11 6.62E+10 1.08E+11 1.16E+11 1.48E+11 1.38E+11 1.43E+11 1.45E+11
碳素工具钢 碳素工具钢 碳素工具钢 碳素工具钢 碳素工具钢 碳素工具钢 碳素工具钢 铸钢 铸钢 铸钢 合金结构钢 合金结构钢 合金结构钢 合金结构钢
35Mn 45Mn 60Mn 65Mn 70Mn T2 T3 T7 T8 T8Mn T9 T10 ZG230-450 (GB) ZG20SiMn (GB) ZG40Cr (GB) Q295 Q345 Q390 Q420
(完整word版)有限元分析大作业报告要点
有限元分析大作业报告试题1：一、问题描述及数学建模图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较：（1）分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算；（2）分别采用不同数量的三节点常应变单元计算；（3）当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。
该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，分布情况及方向如图所示。
二、采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算1、有限元建模（1）设置计算类型：两者因几何条件和载荷条件均满足平面应变问题，故均取Preferences 为Structural（2）选择单元类型：三节点常应变单元选择的类型是Solid Quad 4 node182；六节点三角形单元选择的类型是Solid Quad 8 node183。
因研究的问题为平面应变问题，故对Element behavior（K3）设置为plane strain。
（3）定义材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比σ=0.3（4）建几何模型：生成特征点；生成坝体截面（5）网格化分：划分网格时，拾取lineAB和lineBC，设定input NDIV 为15；拾取lineAC，设定input NDIV 为20，选择网格划分方式为Tri+Mapped，最后得到600个单元。
（6)模型施加约束：约束采用的是对底面BC 全约束。
大坝所受载荷形式为Pressure ，作用在AB 面上，分析时施加在L AB 上，方向水平向右，载荷大小沿L AB 由小到大均匀分布。
以B 为坐标原点，BA 方向为纵轴y ，则沿着y 方向的受力大小可表示为：}{*980098000)10(Y y g gh P -=-==ρρ2、 计算结果及结果分析 （1） 三节点常应变单元三节点常应变单元的位移分布图三节点常应变单元的应力分布图（2）六节点三角形单元六节点三角形单元的变形分布图六节点三角形单元的应力分布图①最大位移都发生在A点，即大坝顶端，最大应力发生在B点附近，即坝底和水的交界处，且整体应力和位移变化分布趋势相似，符合实际情况；②结果显示三节点和六节点单元分析出来的最大应力值相差较大，原因可能是B点产生了虚假应力，造成了最大应力值的不准确性。
solidworks有限元分析 (2)
Solidworks有限元分析介绍Solidworks有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种用于模拟和分析物体结构行为的方法。
它可以帮助工程师们更好地了解产品的性能、强度和耐久性，从而优化设计并减少开发成本。
本文将介绍Solidworks有限元分析的基本概念、步骤和应用场景，并提供一些实际案例来说明其实际应用。
有限元分析的基本概念有限元分析是一种将复杂结构离散化为多个小元素（也称为有限元）的方法，然后对每个小元素进行计算并将其整合到整个结构中的解析技术。
它基于物体受力平衡原理和材料力学行为，利用数值方法求解一系列线性或非线性方程，从而得出结构的应力、变形和振动等特性。
在Solidworks中，用户可以通过插件或内置功能进行有限元分析。
用户需要先导入或创建结构的CAD模型，然后将其转换为有限元模型。
然后，用户可以定义加载条件、约束条件和材料属性等，进行分析并获取结果。
有限元分析的步骤有限元分析通常需要以下步骤：1.导入或创建CAD模型：用户可以通过Solidworks的CAD工具导入现有模型，或使用其设计功能创建新的模型。
2.网格划分：将结构离散化为多个小元素，通常是三角形或四边形的网格。
Solidworks可以自动进行网格划分，也可以手动调整网格密度。
3.定义边界条件：用户需要定义加载条件和约束条件。
加载条件可以是力、压力、温度等，约束条件可以是固定支撑、固定位移等。
4.定义材料属性：用户需要指定每个小元素的材料属性，如杨氏模量、泊松比等。
Solidworks提供了常见材料的数据库，用户可以选择合适的材料。
5.运行分析：用户可以定义分析类型和求解器选项，然后运行有限元分析。
Solidworks会根据用户的设置计算结构的应力、变形和振动等特性。
6.结果分析：分析完成后，用户可以通过Solidworks提供的结果查看工具，如色标图、图表和动画等来分析结果。
用户可以根据结果进行优化设计或验证设计的准确性。
有限元分析的基本步骤
有限元分析的基本步骤⼀个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤：1定义参数2创建⼏何模型3划分⽹格4加载数据5求解6结果分析1定义参数1.1指定⼯程名和分析标题启动ANSYS软件，选择File→Change Jobname命令选择File→Change Title菜单命令1.2定义单位(2) 设置计算类型ANSYS Main Menu: Preference→Material Props →Material Models →Structural →OK(3) 定义分析类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Loads →Analysis Type →New Analysis→STATIC →OK1.3定义单元类型选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令单击[Options]按钮，在[Element behavior]下拉列表中选择[Plane strs w/thk]选项，单击确定1.4定义单元常数在ANSYS程序主界⾯中选择Main Menu→Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete命令单击[Add]按钮，进⾏下⼀个[Choose Element Type]对话框1.5定义材料参数在ANSYS程序主界⾯，选择Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models命令(1)选择对话框右侧Structural→Linear→Elastic→Isotropic命令，并单击[Isotropic]选项，接着弹出如下所⽰[Linear Isotropic Properties for Material Number 1]对话框。
在[EX]⽂本框中输⼊弹性模量“200000”，在[PRXY]⽂本框中输⼊泊松⽐“0.3”，单击OK2创建⼏何模型在ANSYS程序主界⾯，选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Creat→Areas→Rectangle →By 2Corners命令选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Creat→Areas→Circle→Solid Circle命令3⽹格划分(之前⼀定要进⾏材料的定义和分配)选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Subtract→Arears Circle命令选择Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Free命令，弹出实体选择对话框，单击[Pick All]按钮，得到如下所⽰⽹格4加载数据(1)选择Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Structural→Displacement→On Lines命令，出现如下所⽰对话框，选择约束[ALL DOF]选项，并设置[Displacement value]为0，单击OK。
catia静强度有限元分析1
CATIA静强度有限元分析
（5）定义属性 通过3D Property按钮给转向管柱赋予3D实体属性。在Supports一栏
里选择实体并点击OK确认。
14
CATIA静强度有限元分析
（6）定义约束 通过Clamp按钮在转向管柱下端选择如图所示曲面来施加全约束。
15
CATIA静强度有限元分析
（7）施加载荷 通过Moment按钮，选择转向管柱的花键连接部分的曲面，如下图所
（三）壳体零件的分析-拉带强度分析 （1）提取表面 （2）划分网格 （3）定义材料 (4）定义属性 （5）定义约束 （6）建立孔连接 （7）定义面的焊接关系 （8）施加载荷 （9）求解计算 （10）读取应力结果 （11）读取位移结果
4
1、CATIA基本操作
CATIA静强度限元分析
平移：按中键不放，同时移动鼠标。 旋转：先按住中键不放，再按住左键或右键（建议右
示，施加扭矩。
16
CATIA静强度有限元分析
（8）求解计算 点击Compute按钮，选择Static Case Solution.1进行求解计算。
17
CATIA静强度有限元分析
（9）读取应力结果 通过按钮Von Miss Stress显示应力结果。
18
CATIA静强度有限元分析
（10）读取位移结果 通过按钮Displacement显示位移结果。
61
CATIA静强度有限元分析
（2）定义属性和材料
选择 命令，弹出下图所示对话框，选择Metal下的Steel材料，单击OK。
62
CATIA静强度有限元分析
（2）定义属性和材料
单击 （3D Property） 命令，弹出下图所示对话框，在绘图窗口选择悬置支
有限元分析报告样本
《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。
电磁场问题的有限元分析
ANSYS电磁场分析首先求解出电磁场的磁势和电势， 然后经后处理得到其他电磁场物理量，如磁力线分布、磁 通量密度、电场分布、涡流电场、电感、电容以及系统能 量损失等
● 电力发电机 ● 变压器 ● 电动机 ● 天线辐射 ● 等离子体装置
9.1 电磁场基本理论
（4）ANSYS电磁场分析简介 2. ANSYS电磁场分析方法 (2)建立分析模型。 在建立几何模型后，对求解区域用选定的单元进行划分， 并对划分的单元赋予特性和进行编号。 单元划分的疏密程度要根据具体情况来定，即在电磁 场变化大的区域划分较密，而变化不大的区域可划分得稀 疏些。 (3)施加边界条件和载荷。 (4)求解和后处理。
过滤图形用户界面进入电磁场 分析环境。在ANSYS软件的 Multiphysics模块中，执行：Main Menu>Preferences，在弹出的对话 框中选择多选框“Magnetic-Nodal” 后，单击[OK]。
9.2 二维静态磁场分析
（2）二维静态磁场分析实例 (2) 建立模型 ①生成大圆面：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Area >Circle>By Dimensions弹出如对话框，在对 话框中输入大圆的半径“6”．然后单击 [OK]。 ②生成小圆： MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Ci rcle>Solid Circle，弹出一个对话框，在“WP X”后面 输入“1”，在“Radius”后面输入“2”，单击[OK]， 则生成第第二个圆。 ③布尔操作： MainMenu>Preprocessor>Modeling>Cr eate>Booleans>Overlap>Area，在弹出 对话框后，单击[Pick All]。
ABAQUS应用培训-03 前处理2-材料属性定义和网格划分(Property, Meshing)
材料属性定义和网格划分
方
刚
2015年7月
2015/7/5
1
本次培训的主要内容
一． 工程中的有限元应用简介 二． ABAQUS的介绍 三． 前处理1（几何建模、材料定义与网格划分） 四． 前处理2（边界条件的定义）及有限元模拟 五． 后处理（结果读取及分析） 六． 结构静力学分析 七． 结构动力学分析 八． 热分析及热应力分析 九． 材料和几何非线性分析 一○．接触问题的处理和分析 一一．ABAQUS分析复杂案例剖析及实践动态及动力学分析
– 四条边的面区域
– 能够提高精度 – 能够用于
– 用波前法扫略划分的六面体或者六 面体为主网格 – 用波前法扫略划分自由四边形和四 边形为主单元 – 自由四面体或者三角形网格
映射网格可以间接的映射到区域， 并且在Abaqus/CAE中也支持
网格生成技术 • 映射(mapped)网格例子
自由四面体网格
退化的扫略网格
10
网格生成技术
• 扫略(sweep)网格 – 扫略区域能够划分成：
– 六面体网格 – 六面体为主网格 扫略路线: 直线
延展划分网格
– 楔形网格
– 广义扫略路线
扫略路线: 弧线
广义扫略路线：厚度方向
广义扫略路线：draft angle
旋转划分网格
网格生成技术
• 可以用扫略(sweep)网格来划分的区域需要满足： – 拓扑
8
网格生成技术
四边形网格
以四边形为主的网格
三角形网格
网格生成技术
– 对于三维区域使用自由分网技 术可用的单元形状包括： – 四面体—如果网格种子不 是太粗糙，利用四面体单 元可以为任意形状的几何 体划分单元。
31 adina培训资料(版本2)materials
ADINA-橡胶/泡沫-几点说明
各种橡胶材料基本为不可压缩材料(泊松比接近0.5),用户可选择使 用u/p单元;
亚得科技-ADINA中国
材料模式
粘弹效应(Viscoelastic) 所有的橡胶/泡沫类材料都可以包含粘弹效应;即:
ADINA-橡胶/泡沫-几点说明
1. 以时间变形表示橡胶材料的模量衰减,采用 Maxwell 松弛函数或 Kelvin 蠕变函数表示模量衰减 特性; 2. 粘弹项分解为等体积(剪切)变形( isochoric deformation )和体积变形( volumetric deformation )两部分;
各向同性弹性: 弹性模量:Young's Module 泊松比:Possion's ratio 密度:Desity 热膨胀系数:Coef. Of thermal
说明: 1. 必须指定弹性模量和泊松比; 2. 当进行静力分析时,密度可以不输入;当进行动力分析时,必须指定密度; 3. 当进行线性热-结构耦合分析时(通常仅在结构模块中施加已知的温度分布),必须指定热膨胀 系数; 4. 不必输入的数据用0替代; 5. 此材料适用于小应变分析中;
ADINA-塑性材料-双线性塑性Bilinear
应变率对当前屈服应力的影响
亚得科技-ADINA中国
材料模式
多线性塑性材料(MultiLinear):
ADINA-塑性材料-多线性塑性Multilinear σ
与双线性塑性类似,只是在加载和 卸载过程中呈现多线性特征;
σy
εy
说明: 1. 通过strain-stress曲线定义,不再具有确定切 线模量的参数; 随动硬化方式反向加载 2. 应变率效应的算法同双线性模型.
说明: 1. 用于模拟高可压缩泡沫材料; 2. 由Ogden模型导出,考虑体积应变; 3. 变形能函数包含独立的剪切变形和体积变形项;
有限元分析-详解
C、棱柱铰约束（Slider）
该约束只能施加于虚件之上，仅允许被约束的 对象沿指定放松的轴平移滑动，限制其它五个自由 度。一般施加过程为：单击 按钮，弹出图示对话 框。选择虚件加于Supports 栏，选择使用的坐标系， 并在需要放松的轴线方向输入1。单击确定完成定义。 如针对如图所示接触虚件示例，用加于虚件的取代 施加于Point1 的高级约束，结果相同。
Element Type 决定采用linear 线性直边单元亦或采 用parabolic 抛物线棱边单元，抛物线棱边单元能带 来更好的精度。
此外还可以通过如图所示对话框中的Local 卡片，通 过添加（Add）sage和sag来调整局部网格细密程度 和，带来更合适的分析精度。（注：全局网格划分越 细密或采用抛物线棱边单元同样能提高精度，但同时 计算耗时增加）。
网格和属性还可以通过模型管理工具条 来自行定义。其中：
图标用于给实体Solid 模型定义四面体单元；
图标用于给曲面surface 模型定义三角形单元，如 果用户决定把实体模型当作薄壳模型来处理，也可 以用于实体模型；
图标表示对线框wireframe 几何进行梁单元网格划 分，要求对象是在Generative Shape Design 或 Wireframe and Surface Design 中生成的部件， 或者在Structure Design 环境下生成的梁（不能对 Sketch 对象进行网格划分），且划分出的网格是一 维的。
CATIA有限元分析
有限元分析是实现安全设计的重要部分， 在日常设计工作中也经常得到应用。
一 、零件体有限元分析
零件体有限元分析的一般步骤为：
（1）：建立零件模型并导入分析模块；
有限元分析报告样本
《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。
ANSYS Workbench入门培训解读
步骤3.填写材料属性 Density密度 Young’s Modulus弹性模量 Poisson’s Ratio泊松比
步骤4.Return Project回到 工程项目管理窗口
双击B4，Model 进入Static Structural— Mechanical
在模型树中选中零件111
分配材料Assignment 选择Gray Cast Iron
进入尺寸标注Dimensions 步骤1.点击 General标注线段长度H1、V2 Horizontal标注水平间距H3 Vertical标注竖直间距V5
步骤2.标注尺寸
步骤3.点击Extrude拉伸
步骤1.Imprint Faces
步骤2.Generate 生成区域面，次面无高度、 无厚度，不影响结构
与Pro/E另一种连接方法
当前面连接方法失败或未连接，可在ANSYS安装好后再连接
2.启动Workbench（两种方式） 1）直接点击开始菜单-程序； 2）进入Pro/E菜单栏启动（较常用）。
Pro/E中先打开零件或组件（必须保证零件无螺纹线、无修饰线，否则无法在 Workbench中打开），再启动Workbench即可导入模型。
屈服极限σs 355 785
从上述数据来看，合金钢只是比碳钢更不易被破坏，即合金钢的安全系 数更高。但在同等拉力作用下，两种的变形量是差不多的，因为它们 的弹性模量差不多。
材料应力应变图
强度理论
1.最大拉应力理论(第一强度理论)(关于断裂的强度理论) 最大拉应力是引起脆性材料断裂的主因，即不论材料处于什么应力状 态下，只要最大拉应力σ1(Maximum Principal 最大应力)达到某个极 限值(强度极限σb)时，材料就会发生脆性断裂。