有限元分析案例

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有限元案例分析(曲柄滑块机构)

University of Shanghai for Science and Technology 《有限元法》课程作业任课教师：学生姓名：学号:时间：目录一.问题描述与分析…………………………………………………………………..二. ANSYS 操作过程与方法................................................................ 1.定义工作文件名和工作标题..................................................................... 2.定义参量....................................................................................................... 3.选择单元类型.............................................................................................. 4.定义材料模型............................................................................................... 5.定义实常数................................................................................................... 6.创建节点........................................................................................................ 7.指定单元属性................................................................................................ 8.创建铰链单元................................................................................................. 9.指定单元属性.................................................................................................. 10.创建梁单元，用来模拟各个杆.............................................................. 三.有限元分析......................................................................................... 1.指定分析类型............................................................................................................. 2.打开大变形选项............................................................................................................... 3.确定载荷步时间和时间步长.......................................................................................... 4.确定数据库和结果文件中包含的内容........................................................................... 5.设定非线性分析的收敛值............................................................................................ 6.施加约束........................................................................................................................... 7.求解................................................................................................................................ 8.定义变量......................................................................................................................... 9.对变量进行数学操作.................................................................................................... 四.结果和课程总结. (3)4 4 456 678 89 91010 10 11 12 12 13 14 14 15 16一.问题描述与分析:背景：从大二以来经常有接触连杆机构，也一直很想定性的了解曲柄滑块机构中滑块的速度-时间变化曲线。

MIDAS连续梁有限元分析案例(二)

目录第一部分逐跨施工模型 (1)1.1预应力钢束布置 (1)1.2施工阶段定义 (3)1.3调整模型 (4)第二部分应力分析 (5)2.1施工阶段的应力 (5)2.2成桥阶段应力(恒+活+支座沉降) (6)2.3移动荷载 (6)第三部分PSC验算结果 (7)3.1施工阶段的法向压应力验算 (7)3.2受拉区钢筋的拉应力验算 (11)3.3使用阶段正截面压应力验算 (12)3.4使用阶段斜截面主压应力验算 (13)3.5结论 (14)第一部分逐跨施工模型1.1预应力钢束布置图1-1 第一跨钢筋布置图1-2 第二跨钢筋布置图1-3 第三跨钢筋布置图1-4 第四跨钢筋布置本次桥梁的总体布置，四跨连续梁桥，跨度分别是29.95m+30m+30m +29.95m图如下所示：图1-5-8 桥梁整体布置图汇总的预应力张拉表格，张拉控制应力为0.75的高强钢绞线，控制应力为1395MPa，具体的表格如下所示：1.2施工阶段定义逐跨施工，我们采用满堂支架的方法，依次从梁一施工到四号梁，中间存在从简支梁到连续梁的体系转换，为本次设计修改的难点。

我们的施工过程定义为三个步骤满堂支架的施工和主梁施工、预应力张拉、拆除满堂支架，最后完成全线的浇筑。

从midas中提取的施工阶段细节具体如下：NAME=主梁1-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁1, 7, 节点1, 7ABNDR=满堂1, DEFORMED, 支座1, DEFORMED, 支座2,DEFORMEDALOAD=自重, FIRSTNAME=主梁1-张拉, 1, YES, NOALOAD=预应力1, FIRSTNAME=主梁1-拆除支架, 2, YES, NODELEM=节点1, 100DBNDR=满堂1NAME=主梁2-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁2, 7, 节点2, 7ABNDR=支座3, DEFORMED, 满堂2, DEFORMEDNAME=主梁2-张拉, 1, YES, NODELEM=节点2, 100ALOAD=预应力2, FIRSTNAME=主梁2-拆除支架, 2, YES, NODELEM=节点2, 100DBNDR=满堂2NAME=主梁3-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁3, 7, 节点3, 7ABNDR=满堂3, DEFORMED, 支座4, DEFORMEDNAME=主梁3-张拉, 1, YES, NOALOAD=预应力3, FIRSTNAME=主梁3-拆除支架, 2, YES, NODELEM=节点3, 100DBNDR=满堂3NAME=主梁4-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁4, 7, 节点4, 7ABNDR=支座5, DEFORMED, 满堂4, DEFORMEDNAME=主梁4-张拉, 5, YES, NOALOAD=预应力4, FIRSTNAME=拆除满堂支架, 10, YES, NODELEM=节点4, 100DBNDR=满堂4NAME=二期恒载, 10, YES, NOALOAD=二期, FIRSTNAME=工后100, 100, YES, NONAME=工后3600, 3600, YES, NO1.3调整模型通过调整预应力的束数，来调整结构在施工中出现的简支梁体系（跨中弯矩增大的影响），以及在体系转换中连续梁顶的拉力。

有限元法应用举例

核反应堆运行过程中涉及高温、高压、高辐射等极端条件，热工水力学分析是确保安全性的重要
环节。
有限元法可以对核反应堆的热工水力学进行模拟，评估冷却剂流动、热能传递、压力容器应力分
布等关键参数。
通过模拟分析，可以优化反应堆设计，提高运行效率，降低事故
风险。
建筑物的能耗模拟与优化
建筑物的能耗是节能减排的重要领域，能耗模拟与优化有助于降低能源消耗和碳排放。
况，为设备的电磁兼容性设计和优化提供依据。
通过有限元分析，可以评估设备的电磁辐射是否符合相关标准
03
和规定，以及优化设备的天线布局和结构设计等。
高压输电线路的电场分析
高压输电线路在运行过程中会产生电场和磁场，其强度和分布情况对环境和人类健康具有一定影响。
有限元法可以用来分析高压输电线路的电场分布情况，包括电场强度的计算和分布规律的分析等。
通过有限元分析，可以评估高压输电线路对环境和人类健康的影响，为线路的规划、设计和优化提供依据。
07
有限元法应用举例：声学分析
消声室的声学设计
消声室是用于测试和测量声音的特殊实验室，其内部环境需要极低的噪音水平。
通过模拟和分析，可以确定最佳的吸音材料和布局，以及最佳的隔音结构，以达到最佳的消声效果。
有限元法应用举例
• 有限元法简介 • 有限元法应用领域 • 有限元法应用举例：结构分析 • 有限元法应用举例：流体动力学分析 • 有限元法应用举例：热传导分析 • 有限元法应用举例：电磁场分析 • 有限元法应用举例：声学分析
01
有限元法简介
定义与原理
定义
有限元法是一种数值分析方法，通过将复杂的物理系统离散化为有限数量的简单单元（或称为元素），并建立数学模型，对每个单元进行单独分析，再综合所有单元的信息，得到整个系统的行为。

ANSYS有限元案例分析之磁场分布仿真案例

ANSYS有限元案例分析-两平行圆环电产生磁场分布仿真
二，前处理
•3 创建模型
2）生成四分之一圆，圆心（0,0）半径20： Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create
>Areas>Circle>Partial Annulus。Rad-1 输入20 ；Theta-2输入90；点击OK。
中选择Axisymmetric；同理选择type2做如上操作。
ANSYS有限元案例分析-两平行圆环电产生磁场分布仿真
一，前处理
• 2定义材料特性
1）相对磁导率 Main Menu: Preprocessor > Material Props >Relative Permeability>Constant
ANSYS有限元案例分析之磁场分布仿真-两平行圆环电产生
ANSYS有限元案例分析-两平行圆环电产生磁场分布仿真
一，前处理前的操作
•1 文件路径，工作名称和工作标题的设定。
1）文件路径：Utility Menu：File>Change Directory 2）工作名称：Utility Menu：File>Change Jobname 3）工作标题：Utility Menu：File>Change Title
ANSYS有限元案例分析-两平行圆环电产生磁场分布仿真
四，求解
• 7 往路径上映射变量的数值： Main Menu>General Postproc>Path Operation>Map onto Path。左边一栏选择Flux&gradient，右边选择 MagFluxDens BSUM，点击OK。

运用Deform有限元分析优化锻造模具设计

软件介绍D eform 是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工艺的各种成形和热处理工艺。

通过在计算机上模拟整个加工过程，帮助工程师和设计人员设计工具和产品工艺过程，减少昂贵的现场实验成本。

提高模具的设计效率，降低生产的材料成本，缩短产品的研究开发周期。

案例分析以下就通过一个案例阐述在实际设计中如何运用D eform 有限元分析来优化锻造工艺及其锻造模具的设计。

图1产品是水龙头的一个重要零件，材质为铅黄铜（C uZn40Pb2），产品重量419克。

锻造工艺有两种方案：①开式模锻，如图2，②闭式挤压，如图3。

运用Deform 有限元分析优化锻造模具设计刘名水图1水龙头重要零件图2开式模锻图3闭式挤压!!!!!!!!!!!对两种方案分别运用DEFROM 进行模拟分析。

DEFROM 软件操作过程：因DEFROM -3D 本身建立几何模型功能较差，难以建立复杂几何模型，且模具设计是用P roe设计，所以就用P roe 建立几何模型。

上模，下模，以及锻造原材料（铜棒）。

用P roe 建好几何模型后，把上模，下模，原材料分别导成.stl 文件。

打开DEFROM -3D 中的DEFROM -F3模块，建立模拟文件，首先进行前处理。

导入之前建立的几何模型（.stl 文件），为了简化计算，不考虑热量在原材料与模具之间的传递，原材料进行网格划分，设定锻造参数：锻造温度700℃，模具温度150℃，摩擦系数0.3，上模移动速度400mm/sec ，上模移动距离等，原材料选择DE -FROM-3D 软件自带材料库里的DI N -CuZn40Pb2。

其中最重要的是注意原材料的网格划分，网格划分越粗，即网格数量越少，模拟计算就越不准确。

相反，网格划分越细，即网格数量越多，模拟计算就越准确，但计算量就越大。

需根据计算机硬件条件及分析需求，合理划分网格数。

前处理设定好，检测数据OK 后，生成待模拟计算数据。

然后进行模拟计算。

有限元分析在航空航天应用领域案例

航空航天服务项目一、航空发动机1、轴系弹塑性、静动力分析、疲劳分析、优化设计2、盘系的静力计算、模态计算和动力响应计算3、叶片模态计算、动力响应计算、热疲劳分析4、发动机机匣载荷分析、疲劳变形分析5、燃烧室/加力燃烧室/推进剂热应力分析、热疲劳分析、静力分析二、卫星设计1、卫星的模态动力学分析2、电池组托架的应力分析3、太阳能电池板的展开4、运输引起的冲击和损伤三、子系统机身 1、机身（1）静力分析（2）动力响应分析（模态、颤振等）（3）失稳分析（4）损伤容限分析2、机翼（1）静力分析（2）动力响应分析（模态、颤振、抖振等）（3）失稳分析（4）损伤容限分析（5）结构优化设计四、起落架1、飞行器起落架多体动力学分析2、飞行器起落架部件级静力分析3、飞行器起落架部件级动力分析五、飞行器总体1、频率和振型2、线性和非线性静态和瞬态应力3、失稳分析4、飞鸟和飞机的撞击5、总体气动性能6、飞机、发动机的气动匹配7、军用飞机的雷达反射特性以及红外辐射特性航空航天案例1、中外翼对接带板细节应力分析某型飞机的中外翼对接带板属于疲劳薄弱部位，为对该部位的疲劳寿命作出合理的估算，需对该部位的应力分布进行准确的计算。

利用ABAQUS软件的接触分析功能对中外翼对接带板的细节应力进行了计算，给出了有限元的计算结果。

图1：有限元模型图2：外翼带板的拉应力分布情况图3：中央翼带板的拉应力分布情况2、缝翼滑轨模型装配件分析飞机的前缘缝翼是民用客机、大型飞机常用的增升活动面，是通过滑轨在滑轮组架中的运动来改变机翼的翼型，以达到增加升力的目的。

滑轨在滑轮组架中的运动就是一个典型的接触问题。

滑轮组架内在每根滑轨的安装位置沿滑轨法向和侧向各布置了两组滚轮。

当缝翼翼面上的载荷传到滑轨上时，滑轨受力变形，其上下表面就会有滚轮与滑轨表面发生接触，从而限制滑轨的法向运动；其左右两侧也会有滚轮与滑轨腹板表面发生接触，从而限制滑轨的侧向运动。

ANSYS经典案例分析

ANSYS经典案例分析ANSYS（Analysis System）是世界上应用广泛的有限元分析软件之一、它在数值仿真领域拥有广泛的应用，可以解决多种工程问题，包括结构力学、流体动力学、电磁学、热传导等。

本文将分析ANSYS的经典案例，并介绍其在不同领域的应用。

一、结构力学领域1.案例一：汽车碰撞分析汽车碰撞是一个重要的安全问题，对车辆和乘客都有很大的影响。

利用ANSYS进行碰撞分析可以模拟不同类型车辆的碰撞过程，并预测车辆结构的变形情况以及乘客的安全性能。

通过这些分析结果，可以指导汽车制造商改进车辆结构，提高车辆的碰撞安全性能。

2.案例二：建筑结构分析建筑结构的合理性和稳定性对于保证建筑物的安全和耐久性至关重要。

ANSYS可以对建筑结构进行强度和刚度的分析，评估结构的稳定性和安全性能。

例如，可以通过ANSYS分析大楼的地震响应，预测结构的位移和变形情况，以及评估建筑物在地震中的安全性。

二、流体动力学领域1.案例一：空气动力学分析空气动力学分析对于飞行器设计和改进具有重要意义。

利用ANSYS可以模拟飞机在不同速度下的气动性能，预测飞机的升阻比、空气动力学力矩等参数。

通过这些分析结果，可以优化飞机的设计，提高飞行性能和燃油效率。

2.案例二：水动力学分析水动力学分析对于船舶和海洋工程设计至关重要。

利用ANSYS可以模拟船舶在不同海况下的运动特性，预测船舶的速度、稳定性和抗浪性能。

通过这些分析结果，可以优化船舶的设计，提高船舶的性能和安全性能。

三、电磁学领域1.案例一：电力设备分析电力设备的稳定性和运行性能对电力系统的正常运行至关重要。

利用ANSYS可以模拟电力设备的电磁特性，预测电磁场分布、电磁场强度和电流密度等参数。

通过这些分析结果，可以评估电力设备的稳定性和运行性能，并指导电力系统的设计和改进。

2.案例二：电磁干扰分析电磁干扰是电子设备设计中常见的问题，特别是在通信和雷达系统中。

利用ANSYS可以模拟电磁干扰的传播路径和强度，预测设备的抗干扰能力。

有限元分析在工程设计中的应用案例分析

有限元分析在工程设计中的应用案例分析有限元分析，简称FEA（Finite Element Analysis），是一种利用数值计算方法对复杂结构进行力学分析的技术。

它基于物理学原理，利用离散化方法将连续的结构在有限元上分解成多个互相联系但是局部地独立的单元，再通过数学算法进行求解，最终得到整个结构的力学行为。

因为它可以减少试错周期、降低开发成本和提高产品性能，所以有限元分析已经成为当今工程设计和生产领域一项非常重要的技术。

本文将介绍一些有限元分析在工程设计中的具体应用案例。

1.汽车发动机壳体优化汽车发动机壳体是承载引擎所有关键部件的重要结构，其制造复杂度很高。

为了减少开发过程中的试验成本和时间,一家风机厂专门利用有限元分析技术对汽车发动机壳体进行优化设计。

更改前发动机壳体在经过一定的较高频振动时会存在密封性能下降的现象，需要进行加强设计。

利用有限元分析技术，他们对发动机壳体进行了动力学分析，并计算了各部位的振动位移和应力分布，通过不断地修改控制点的位置和形状来提高振动阻尼性能和密封性能。

最终确定了优化方案，成功地减少了振动，提高了发动机壳体的防震性能和密封性能。

2.建筑物钢框架分析建筑物钢框架是建筑结构的重要组成部分，其承载能力和组装结构设计都需要严格控制。

如何选取更好的工艺和材料来设计出更安全可靠的钢框架结构，被许多建筑设计公司所思考。

有限元分析技术的应用可以帮助工程师确定结构的承载能力，最大应力极限和变形情况，进而实现结构的优化。

一家建筑设施的设计公司利用有限元分析技术来优化钢框架的结构，计算具体承载状况，最终确定钢框架结构的有效设计方案。

这一个优化设计方案进一步增强了建筑物钢框架的承载能力，提高了项目的整体优势性。

3.飞机负荷分析航空工业是重要的现代国家产业之一。

飞机设计、测试和生产都需要极高的准确性，而这需要大量的场地、人力和物资投入。

一家工程公司成功地利用有限元分析技术对飞机进行负荷分析并评估整体结构的强度和刚度。

有限元分析-案例

有限元分析作业作业名称横臂梁有限元建模分析姓名学号班级一、问题描述图25所示为一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为，16,2.0,.0===。

试建立该工字钢梁的三维实体模型，并.0=0.1=,l03cmmdm02b,.0mma在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。

其他已知参数如下：弹性模量（也称杨式模量） E= 206GPa ；泊松比3.0=u ；材料密度3/7800m kg =ρ；重力加速度2/8.9s m g =；作用力Fy 作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小Fy=-5000N二、实训目的本实训的目的是使学生学会掌握ANSYS 在三维实体建模方面的一些技术，并深刻体会ANSYS 软件在网格划分方面的强大功能。

三、结果演示使用ASSY S 8。

0软件对该工字钢梁进行结构静图26单元类型库对话框图25 工字钢结构示意图力分析，显示其节点位移云图。

四、实训步骤（一）ASSYS8.0的启动与设置与实训1第一步骤完全相同，请参考。

（二）单元类型、几何特性及材料特性定义1定义单元类型。

点击主菜单中的“Preprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete ”，弹出对话框，点击对话框中的“Add…”按钮，又弹出一对话框（图26），选中该对话框中的“Solid ”和“Brick 8node 45”选项，点击“OK ”，关闭图26对话框，返回至上一级对话框，此时，对话框中出现刚才选中的单元类型：Solid45，如图27所示。

点击“Close ”，关闭图27所示对话框。

注：Solid45单元用于建立三维实体结构的有限元分析模型，该单元由8个节点组成，每个节点具有X 、Y 、Z 方向的三个移动自由度。

2．定义材料特性。

点击主菜单中的 “Preprocessor>Material Props >Material Models ”，弹出窗口如图28所示，逐级双击右框中“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic ”前图标，弹出下一级对话框，在“弹性模量”（EX ）文本框中输入：2.06e11，在“泊松比”（PRXY ）文本框中输入：0.3，如图29所示，点击“O K ”图28 材料特性参数对话框按钮，回到上一级对话框，然后，双击右框中的“Density ”选项，在弹出对话框的“DENS ”一栏中输入材料密度：7800，点击“OK ”按钮关闭对话框。

MIDAS连续梁有限元分析案例（一）

MIDAS连续梁有限元分析案例（⼀）连续梁有限元分析案例学号：姓名:班级:联系⽅式:⽬录⽬录 (1)1 ⼯程概况 (2)1.1 桥梁基本概况 (2)1.2 主要材料及参数 (2)1.3 设计荷载取值 (2)2 建模内容 (3)2.1 组的定义 (3)2.2 施⼯阶段的定义 (4)2.3 预应⼒布置 (4)3 结果分析 (13)3.1 成桥阶段的结果 (13)3.1.1 成桥阶段的⽀座反⼒ (13)3.1.2成桥后结构的竖向位移 (13)3.1.3 成桥阶段结构的弯矩 (14)3.1.4 成桥阶段的应⼒ (14)3.2 PSC设计结果 (15)3.2.1 施⼯阶段法向压应⼒验算 (15)3.2.2使⽤阶段正截⾯压应⼒验算 (16)3.2.3 使⽤阶段正截⾯抗弯验算 (16)第⼀章⼯程概况1.1 桥梁基本概况（1）桥梁跨径布置：4×30m=120m；（2）桥梁宽度：0.25m（栏杆）+2.5m（⼈⾏道）+15.0m（机动车道）+2.5m（⼈⾏道）+0.25m（栏杆）=20.5m；（3）主梁⾼度：1.6m，⽀座处实体段为1.8m；（4）⾏车道数：双向四车道+2⼈⾏道；（5）桥梁横坡：机动车道向外1.5%，⼈⾏道向内1.5%；（6）施⼯⽅法：逐跨现浇法。

1.2 主要材料及参数（1）混凝⼟选⽤C50混凝⼟，其⼒学指标见表1-1。

（2）预应⼒筋选⽤直径为15.24mm的低松弛钢绞线，其⼒学指标见表1-2。

1.3 设计荷载取值（1）恒载m；⼆期恒载（⼈⾏道、护栏、主要包括材料重量，混凝⼟容重：25KN/3桥⾯铺装等）合计：85KN/m；（2）活载：车辆荷载：公路I级⼈群荷载：3KN/m2；（3）温度⼒系统升温25℃，系统降温-15℃第⼆章 MIDAS建模2.1 组的定义见图2.1所⽰。

结构组8个，跨1包含单元1-24，跨2包含单元25-43，垮3包含单元44-62，跨4包含单元63-78；⽀架1包含节点80-104，⽀架2包含单元104-123，⽀架3包含单元123-142，⽀架4包含单元142-158。

abaqus案例

abaqus案例Abaqus是一款由法国达索系统公司开发的有限元分析软件。

它提供了强大的分析工具和高度可定制的建模环境，使工程师能够在各种领域进行准确的仿真分析。

在本文中，我们将介绍一些使用Abaqus的真实案例，以便更好地了解该软件的功能和应用。

1. 案例一：汽车碰撞分析汽车碰撞是交通事故中最常见的一种，也是最危险的一种。

利用Abaqus进行汽车碰撞仿真分析可以帮助工程师更好地理解碰撞过程和车辆的结构变形情况。

在这个案例中，我们将对一辆小型轿车进行碰撞测试。

首先，我们需要建立一个准确的车辆模型。

通过CAD软件，我们可以设计出车辆的外形，并将其导入Abaqus中。

接下来，我们需要添加材料属性和约束条件，以便对车辆进行仿真分析。

在这个案例中，我们使用了钢材作为车辆的材料，并设置了车辆的边界条件和碰撞速度。

通过Abaqus进行汽车碰撞仿真分析后，我们可以得到车辆在碰撞过程中的应力、应变和变形情况。

此外，我们还可以观察到车辆的安全性能和结构强度是否符合标准要求。

这些结果可以帮助汽车制造商更好地设计和改进汽车结构，以提高车辆的安全性能和耐用性。

2. 案例二：桥梁结构分析桥梁是重要的基础设施之一，其结构的稳定性和安全性对人们的出行和生活具有重要影响。

利用Abaqus进行桥梁结构分析可以帮助工程师更好地了解桥梁的结构特性和受力状态，以便更好地设计和改进桥梁结构。

在这个案例中，我们将对一座悬索桥进行分析。

首先，我们需要建立一个准确的桥梁模型，并添加材料属性和约束条件。

接下来，我们需要对桥梁进行荷载分析，以便了解桥梁在不同荷载下的受力状态和变形情况。

通过Abaqus进行桥梁结构分析后，我们可以得到桥梁在不同荷载下的应力、应变和变形情况。

此外，我们还可以观察到桥梁的结构稳定性和安全性能是否符合标准要求。

这些结果可以帮助桥梁工程师更好地设计和改进桥梁结构，以提高其安全性能和耐用性。

3. 案例三：电子设备热分析电子设备的热管理是一个重要的问题，因为过热会导致设备故障或损坏。

案例4 零件强度的有限元分析

1.1 有限单元法的概念基本思想:借助于数学和力学知识，利用计算机技术而解决工程技术问题。 Finite Element Method -_FEM
Finite Element Analysis
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工程分析：主要通过计算机，利用数值分析方法进行辅助工程分析，是 CAD 中应用最早、卓有成效的领域之一。分析的关键是在三维实体建模的基础上，从产品的方案设计阶段开始，按照实际使用的条件进行仿真和结构分析；按照性能要求进行设计和综合评价，以便从多个设计方案中选择最佳方案。计算机辅助工程分析: 通常包括有限元分析、优化设计、仿真（模拟分析）可靠性分析、试验模态分析等。
后置处理内容：（1）数据输出：将结点位移、单元应力按设计者的意图整理输出，还可从大量数据中筛选出关键的有用数据，按用户要求的格式输出规格化的数据文件。（2）图形显示：图形显示和绘图可形象直观地表示有限元模型和计算结果，可帮助设计者迅速了解研究对象的特征，从而对修改模型作出判断。图形显示包括有限元网格图、结构变形图、等值线图以及振型图等。等值线有应力等值线图、位移等值线图、等高线图和温度等值线图等，其中在工程结构分析中，以应力等值线图应用最多。等值线图可在彩色屏幕上用不同的颜色加以形象化。下图所示为一曲面的彩色等高线图。
有限元分析法
有限元分析法：是力学与近代计算机技术相结合的产物，是一种解决工程问题的数值计算方法，1960年美国Clogh教授首次提出“有限元法（The Finite Element Method）”的概念。
分类有限元法包括有限元建模和有限元分析两部分，目前它们已成为建立分析模型、共享数据的有效途径，是解决各种工程实际问题的便利工具和有效手段。应用有限元法可以处理任何复杂形状、不同物理特性、多变的边界条件和任何承载情况的工程问题，广泛应用于场强（力场、电场、磁场、温度场、流体场等）分析、热传导、非线形材料的弹塑性蠕变分析等研究领域中。

有限元分析报告

有限元分析报告1. 引言有限元分析（Finite Element Analysis）是一种数值计算方法，用于求解工程和科学领域中的复杂问题。

它利用离散化技术将连续问题转化为离散问题，并应用数值算法进行求解。

本报告将主要介绍有限元分析的基本原理、应用和分析结果。

2. 有限元分析基本原理有限元分析的基本原理是将求解区域划分为互不重叠的有限个小单元，并将问题转化为在每个小单元内求解。

这些小单元通常为简单的几何形状，如三角形或四边形。

然后，在每个小单元内应用适当的数学模型和力学方程，得到相应的微分方程。

接着，通过对每个小单元的微分方程进行积分，并利用边界条件和连续性条件，得到整个求解区域的离散形式。

最后，通过求解离散形式的方程组，得到整个系统的解。

3. 有限元分析应用有限元分析在工程领域有着广泛的应用。

以下是几个典型的应用案例：3.1 结构分析有限元分析在结构分析中的应用非常广泛，可以用于确定结构的强度和刚度，评估结构的安全性，并进行结构优化设计。

通过对结构施加正确的边界条件和加载条件，可以得到结构的应力、应变和变形等重要信息。

3.2 流体力学分析有限元分析在流体力学分析中的应用可以用于模拟流体的流动和传热过程，例如气体和液体的流动、传热设备的设计优化等。

通过分析流体系统的流速、压力和温度等参数，可以对流体系统的性能和行为进行合理评估。

3.3 热力学分析有限元分析在热力学分析中的应用可以用于分析和优化热传导、热辐射和热对流等热问题。

通过模拟物体的温度分布和热流动，可以评估物体的热性能和热耗散效果。

4. 有限元分析结果有限元分析的计算结果可以提供丰富的信息，帮助工程师和科学家理解和优化系统的行为和性能。

以下是一些常见的有限元分析结果：4.1 应力分布通过有限元分析，可以得到结构或部件内的应力分布情况。

这对于评估结构的强度和安全性非常重要，并可以指导优化设计。

4.2 变形分析有限元分析可以给出结构或部件的变形情况。

MIDAS连续梁有限元分析案例(三)

连续梁逐跨现浇法有限元分析目录第一章工程概况 (2)1.1 桥梁基本概况 (2)1.2 主要材料及参数 (2)1.3 设计荷载取值 (2)第二章 MIDAS建模 (4)2.1 组的定义 (4)2.2 施工阶段的定义 (5)2.3 预应力布置 (6)第三章结果分析 (10)3.1 施工阶段结果分析 (10)3.1.1 施工阶段法向压应力验算 (10)3.1.2使用阶段正截面压应力验算 (11)3.1.3 使用阶段正截面抗弯验算 (11)3.2 成桥阶段结果分析 (11)3.2.1成桥阶段的支座反力 (11)3.2.2成桥后结构的竖向位移 (12)3.2.3 成桥阶段结构的弯矩 (12)3.2.4 成桥阶段的应力 (13)第一章工程概况1.1 桥梁基本概况（1）桥梁跨径布置：4×30m=120m；（2）桥梁宽度：0.25m（栏杆）+2.5m（人行道）+15.0m（机动车道）+2.5m（人行道）+0.25m（栏杆）=20.5m；（3）主梁高度：1.6m，支座处实体段为1.8m；（4）行车道数：双向四车道+2人行道；（5）桥梁横坡：机动车道向外1.5%，人行道向内1.5%；（6）施工方法：逐跨现浇法。

1.2 主要材料及参数（1）混凝土选用C50混凝土，其力学指标见表1-1。

（2）预应力筋选用直径为15.24mm的低松弛钢绞线，其力学指标见表1-2。

1.3 设计荷载取值（1）恒载m；二期恒载（人行道、护栏、主要包括材料重量，混凝土容重：25KN/3桥面铺装等）合计：85KN/m；（2）活载：车辆荷载：公路I级人群荷载：3KN/m2；（3）温度力：系统升温25℃，系统降温-15℃第二章 MIDAS建模2.1 组的定义本模型分组见图2-1所示。

共包含结构组12个，边界组11个，荷载组9个。

结构组：jg1~jg4代表“结构1~结构4”，为分段浇筑的四段主梁，其中jg1包含的单元为1to25号单元，jg2包含的单元为26to44号单元，jg3包含的单元为45to63号单元，jg4包含的单元为64to78号单元。

ansys有限元分析案例

ansys有限元分析案例ANSYS有限元分析案例。

ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，它可以对结构、流体、热传导、电磁场等多个领域进行仿真分析。

在工程设计和研发过程中，有限元分析可以帮助工程师们更好地理解和预测产品的性能，从而指导优化设计方案和减少试验次数，降低产品开发成本。

本文将通过一个实际案例，介绍ANSYS有限元分析的基本流程和方法。

案例描述：假设我们需要设计一个汽车座椅支架，在使用过程中需要承受乘客的重量和车辆行驶时的振动载荷。

为了确保座椅支架的安全性能，我们需要进行有限元分析，验证其在不同载荷下的受力情况和变形情况。

1. 几何建模，首先，我们需要在ANSYS中建立汽车座椅支架的三维几何模型。

可以通过ANSYS的几何建模工具，绘制支架的外形和内部结构，包括连接件和加强筋等。

在建模过程中，需要考虑到实际生产工艺和材料特性，确保模型的真实性和可靠性。

2. 材料属性，在进行有限元分析之前，需要为支架材料定义材料属性，包括杨氏模量、泊松比、密度等。

这些参数将直接影响支架在受力时的应力分布和变形情况。

根据实际材料的力学性能数据，可以在ANSYS中设置相应的材料模型。

3. 网格划分，有限元分析的核心是将实际结构划分为有限个小单元，然后在每个单元内进行力学方程的求解。

在ANSYS中，可以通过网格划分工具对支架模型进行网格划分，确保每个单元的尺寸和形状合理，并且能够准确地反映支架的几何特征。

4. 载荷和约束，在进行有限元分析之前，需要定义支架的载荷和约束条件。

对于汽车座椅支架来说，载荷包括乘客的重量和车辆行驶时的振动载荷，约束条件包括支架的固定支撑点和连接点。

在ANSYS中，可以通过载荷和约束工具对支架模型进行加载和约束设置。

5. 求解分析，一旦模型的几何、材料、网格、载荷和约束都设置完毕，就可以进行有限元分析的求解计算。

在ANSYS中，可以选择合适的求解器进行计算，根据模型的复杂程度和计算资源的限制，选择合适的求解策略和参数，进行力学方程的求解和数值计算。

案例2-离合器膜片弹簧的有限元分析

〖汽车理论与设计〗精品课程建设精品课程建设福州大学机械工程及自动化学院车辆工程系图1 膜片弹簧的基本结构膜片弹簧的基本结构案例二、离合器膜片弹簧的有限元分析在工程技术领域，对于许多力学问题和物理问题，人们已经得到了它们应遵循的基本方程和相应的定解条件，程和相应的定解条件，但对于其中的大多数问题，但对于其中的大多数问题，但对于其中的大多数问题，由于方程某些特性的非线性性质，由于方程某些特性的非线性性质，由于方程某些特性的非线性性质，或由于或由于求解区域的几何形状比较复杂，求解区域的几何形状比较复杂，不能求得解析解。

不能求得解析解。

对于这类问题，对于这类问题，对于这类问题，以前常常通过引入简化条以前常常通过引入简化条件，进行简化状态下的解答，进行简化状态下的解答，但过多的简化可能导致误差很大甚至是错误。

但过多的简化可能导致误差很大甚至是错误。

二十世纪六十年二十世纪六十年代以来，随着计算机的飞速发展和广泛应用，数值分析方法已经成为求解这类问题的主要工具，其中，有限单元法（Finite Element Method ）在工程实践中已得到了广泛的认可。

）在工程实践中已得到了广泛的认可。

有限单元法的基本思路是将复杂的结构视为由有限的、有限单元法的基本思路是将复杂的结构视为由有限的、简单的基本单元所组成。

简单的基本单元所组成。

这种基于离散化的数值计算方法，借助于矩阵方法与计算机相结合，几乎适用于求解所有的连续介质和场问题。

对于有限元法的原理，大家可到图书馆参阅相关书籍[1]。

在汽车设计中，与固体力学、流体力学、热力学、声学、电磁学等相关的问题都可以应用有限元法求解，并且在很多问题上已经成为汽车研发流程中重要的环节。

很多问题上已经成为汽车研发流程中重要的环节。

在下面的例子中，应用有限元法分析了离合器膜片弹簧的弹性特性。

有限元workbench案例分析【扳手静力分析】

案例：有限元workbench扳手静力分析
班级：*****
姓名：****
学号：*******
1、转轴分析概述
问题描述
如下图所示，材料为结构钢，零件中间圆孔能绕着中间轴转动，图中面1被完全固定，在面2上受到一个与该面垂直的载荷力作用，已知力大小为200N，分析其应力、位移变形情况，假设零件工作时要求能够承受的最大应力为10Mpa，校核零件强度。

2、分析思路、流程及关键点
5.2选择毫米为单位，点击Generate生成
5.3创建坐标系
新的坐标系如图所示
6、有限元网格划分
6.1进入model
6.2在面1上施加ﬁxed support
6.3划分网格
6.4调整网格
最终效果
选中模型，在load中为模型添加force设置如下
8、定义分析结果及后处理
8.1总的变形
8.2等效应力
结论：超过了题目所给的10MPa，该结构强度不够。

ANSYS案例——20例ANSYS经典实例】

三梁平面框架结构的有限元分析针对【典型例题】3.3.7(1)的模型，即如图3-19所示的框架结构，其顶端受均布力作用，用有限元方法分析该结构的位移。

结构中各个截面的参数都为：113.010Pa E =⨯，746.510m I -=⨯，426.810m A -=⨯，相应的有限元分析模型见图3-20。

在ANSYS 平台上，完成相应的力学分析。

图3-19 框架结构受一均布力作用（a ）节点位移及单元编号（b ）等效在节点上的外力图3-20 单元划分、节点位移及节点上的外载解答对该问题进行有限元分析的过程如下。

1．基于图形界面的交互式操作(step by step)(1) 进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序 →ANSYS → ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname (设置工作文件名): beam3→Run → OK(2) 设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences… → Structural → OK(3) 选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete… →Add… →beam ：2D elastic 3 →OK (返回到Element Types 窗口) →Close(4) 定义材料参数ANSYS Main Menu:Preprocessor →Material Props →Material Models→Structural →Linear →Elastic→Isotropic: EX:3e11 (弹性模量) →OK →鼠标点击该窗口右上角的“ ”来关闭该窗口(5) 定义实常数以确定平面问题的厚度ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constant s… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1 Beam3→OK→Real Constant Set No: 1 (第1号实常数), Cross-sectional area:6.8e-4 (梁的横截面积) →OK →Close(6) 生成几何模型生成节点ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Creat→Nodes→In Active CS→Node number 1 →X:0,Y:0.96,Z:0 →Apply→Node number 2 →X:1.44,Y:0.96,Z:0 →Apply→Node number 3 →X:0,Y:0,Z:0→Apply→Node number 4 →X:1.44,Y:0,Z:0→OK生成单元ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Element →Auto Numbered →Thru Nodes →选择节点1，2(生成单元1)→apply →选择节点1，3(生成单元2)→apply →选择节点2，4(生成单元3)→OK(7)模型施加约束和外载左边加X方向的受力ANSYS Main Menu:Solution →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Nodes →选择节点1→apply →Direction of force: FX →V ALUE：3000 →OK→上方施加Y方向的均布载荷ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Beams →选取单元1(节点1和节点2之间)→apply →V ALI：4167→V ALJ：4167→OK左、右下角节点加约束ANSYS Main Menu:Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →On Nodes →选取节点3和节点4 →Apply →Lab:ALL DOF →OK(8) 分析计算ANSYS Main Menu:Solution →Solve →Current LS →OK →Should the Solve Command be Executed? Y→Close (Solution is done! ) →关闭文字窗口(9) 结果显示ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed Shape … →Def + Undeformed →OK (返回到Plot Results)(10) 退出系统ANSYS Utility Menu: File→Exit …→Save Everything→OK(11) 计算结果的验证与MA TLAB支反力计算结果一致。

有限元典型案例

有限元典型案例你知道吗？有限元分析就像一个超级厉害的魔法，在工程界那可是大显神通呢。

就拿桥梁来说吧，这可是个超级典型的案例。

想象一下，有一座宏伟的大桥横跨在江河之上。

这座桥每天都要承受着无数车辆的来来往往，还有风吹雨打、温度变化这些外部因素的折磨。

那怎么知道这座桥是不是一直都很健康，不会突然出问题呢？这时候有限元就闪亮登场啦。

工程师们会把这座桥的结构分成好多好多小的单元，就像把一个大蛋糕切成无数小块一样。

每个小单元都有自己的特性，比如材料的强度啊、弹性啊之类的。

然后呢，根据桥梁实际的受力情况，比如说汽车在桥上不同位置行驶的时候，桥的各个部分会受到什么样的力，风从哪个方向吹过来会产生多大的力，都统统考虑进去。

有限元软件就像一个超级大脑，开始计算每个小单元在这些力的作用下会发生什么样的变形。

如果某个地方变形太大了，那可就危险了，就好像是人的身体某个部位肿了个大包一样。

通过这个分析呢，工程师们就能提前发现桥梁可能存在的隐患。

比如说，可能会发现桥的某个桥墩在某种极端天气下受力不太合理，那他们就可以提前采取措施，加固这个桥墩或者调整它的结构。

这样一来，就像是给桥梁做了一个全面的“健康体检”，还提前预防了疾病，让这座桥能够安安稳稳地为大家服务啦。

咱再说说手机这个生活中离不开的小玩意儿。

你有没有不小心把手机掉地上过呀？是不是每次都胆战心惊，生怕屏幕碎成蜘蛛网呢？有限元在这儿也能发挥大作用哦。

手机制造商的工程师们为了让手机变得更“抗摔”，就会用到有限元分析。

他们把手机也看成是由好多小单元组成的。

像手机的外壳是什么材料，内部的电路板、电池这些部件又是什么样的结构和材料，都考虑得清清楚楚。

当模拟手机掉落的时候，会考虑不同的高度、不同的地面材质，比如是硬邦邦的水泥地还是相对柔软的木地板。

有限元软件就开始计算手机在撞击地面的那一瞬间，各个小单元受到的冲击力和产生的变形情况。

如果发现某个部件在掉落时很容易损坏，比如说手机屏幕的某个角落总是容易出现应力集中，那就可以对手机的结构进行改进。