ansys实验强度分析报告
基于ANSYS的阀体与阀板结构的强度分析
基于ANSYS的阀体与阀板结构的强度分析阀体为对称结构,所以在分析的时候只取一半模型,几何模型如下图所示对模型进行网格划分,因为模型中包含倒角细节,所以采用四面体网格类型进行划分,又为了保证计算精度,所以采用高阶四面体单元,单元类型为solid187,有限元网格模型如下图所示,网格总数为35689,节点总数为59239.设置材料属性,结构弹性模量为2.1e11MPa,泊松比为0.3,在ANSYS中的材料定义如下图所示阀体内表面施加面压力2.4MPa,在对称面上施加无摩擦约束模拟对称条件,约束阀体的三个法兰面,最终效果如下图完成上述设置以后对结构进行求解,点击solve。
等待求解介绍,计算结果如下图所示等效应力云图位移云图结论:阀体的最大变形为0.0058829mm,最大等效应力为29.161MPa。
阀体材料为碳素钢,屈服极限为235MPa,最大等效应力小于材料屈服,说明阀体满足强度要求。
在实际工况中不会发生破坏,从云图中可知,最大等效应力在阀体三通处,即云图中的红色区域,虽然最大等效应力未超过材料屈服,但是该点为热点应力,在实际使用中还要注意该区域的疲劳强度等问题,建议对此处的相贯部分进行倒圆角处理,减小结构的应力集中,提高结构的使用寿命。
将阀板结构导入ANSYS软件,几何模型如下图所示对结构进行网格划分,同上述情况,采用solid187单元类型,网格模型如下图所示网格总数为26606,节点总数为41150载荷约束如下所示,阀板两侧连接这个阀体,所以阀板两侧承受压力为2.4MPa,同阀体。
计算结果如下图所示结论:阀板最大等效应力为14.944MPa,最大的变形为0.0006826mm,最大等效应力小于屈服极限,所以阀片满足强度要求。
阀片最大等效应力发生在图中所示的等效应力云图红色区域,建议对该区域进行倒角过度处理,避开尖角形状从而引起盈利了集中现在,该区域在实际使用中很容易产品疲劳破坏,萌生裂纹,最终会影响结构的使用寿命。
建模及强度分析报告
1.建模及强度分析目的1)正确将三维CAD图导入分析软件;2)修改不必要的细节,使网格剖分更均匀;3)根据计算机的计算能力,选取适当的单元剖分网格;4)正确施加载荷和边界条件;5)完成强度分析;2.模型参数1)平衡块参数2)曲轴材料3)曲轴载荷--连杆对曲轴的作用力4)载荷及其作用方向,如图5)曲轴上载荷的分布沿曲柄销轴线为抛物线分布 沿轴颈径向为余弦分布3.具体操作过程:1)首先将三维CAD 图导入ANSYS 分析软件,进行相关参数的设置;2)其次进行网格的划分,由于电脑配置问题,本次划分的网格较为稀疏,划分后网格数量为27009个;3)在模型上加相应质量块,目的是用来平衡模型,降低模型旋转惯性,根据需求,本次施加了12个质量为10.44kg 的质量块;)11(16922x L LR Q q c y -=)2/3cos(θθxx q q =6060≤≤-θ4)对模型进行静态分析,根据计算结果找出最大应力位置,与考核标准进行对比分析;5)进行模态分析。
4.静力分析结果1)静力分析整体如图:2)最大应力处于主轴颈处,如图:3)其他主轴颈处应力如图:5.模态分析结果1)曲轴的前6阶模态的固有频率2)前6阶模态振型如图(a)一阶模态振型(b)二阶模态振型(c)三阶模态振型(d)四阶模态振型(e)五阶模态振型(f)六阶模态振型6.总结本次实验综合运用了CAD与ANSYS软件对曲轴进行了静力分析与模态分析。
通过静力分析与计算,得出曲轴的许用应力最大值;通过模态分析计算求得了曲轴的自由振动模态的固有频率和振型,前6阶模态的固有频率从 146.13到587.66,随着频率的增大,通过曲轴的模态振型图可知,在曲轴的振动过程中,曲轴的变形越来越大。
预计在变形达到一定程度时,曲轴将出现破坏现象。
同时,通过模态分析,得到曲轴变形最大的位置和最可能出现破坏的地方,为以后的优化设计奠定了基础。
建模及强度分析报告2016.10。
ANSYS实验报告
一、实验目的:综合训练和培养学生利用有限元技术进行机械系统分析和设计的能力,独立解决本专业方向实际问题的能力;进一步提高学生创新设计、动手操作能力,为将来所从事的机械设计打下坚实的基础。
二、实验环境1.硬件:联想计算机1台2.软件:CAE软件ANSYS三、实验内容任务:主要训练学生对机械结构问题分析规划的能力,能正确利用有限元分析软件ANSYS建立结构的有限元模型,合理定义单元、分析系统约束环境,正确加载求解,能够提取系统分析结果。
通过实验分析使学生了解和掌握有限元技术辅助机械系统设计和分析的特点,推动学生进行创新设计。
本组数据:要求:本实验要求学生以高度的责任感,严肃认真、一丝不苟的态度进行设计,充分发挥主观能动性,树立正确的设计思想和良好的工作作风,严禁抄袭和投机取巧。
同时,按以下要求进行设计:1、按照国家标淮和设计规范进行设计:塔式起重机设计规范GB/T 13752-92;起重机设计规范GB/T3811-2008;钢结构设计规范GB 50017-2003;塔式起重机安全规程GB 5144-2006。
2、进行塔式起重机起重臂的设计,额定起重力矩为630 kN⋅m、800 kN⋅m、1000 kN⋅m、1250kN m分别进行最大幅度为40m、45m、50m、55m、60m的起重臂的设计、计算。
(800kN.m 30m)3、综合运用学过的力学知识和有限元理论,设计起重臂的结构及主肢和腹杆的参数,构造起重臂的有限元模型,选择合适的单元,施加合适的载荷和边界条件,对结构进行静力分析,提取结果,进行强度和刚度校核,撰写实验报告并总结。
四、实验步骤:(一)问题分析设计起重臂的结构及主肢和腹杆的参数,构造起重臂的有限元模型,选择合适的单元,施加合适的载荷和边界条件,对结构进行静力分析,提取结果,进行强度和刚度校核模型简化起重臂根部通过销轴与塔机回转节相连,在臂架起升平面可视为铰接(二)实验过程:1、准备工作双击ansys图标,打开软件进入工作环境,选择存储路径Utility Menu-File-Change Directery-桌面;Utility Menu-File-change Jobname点击使复选框处于yes状态-OK设置优选项Menu –preferences选择Structrure复选框OK。
ANSYS分析报告
ANSYS分析报告引言:1.问题描述:在这个分析中,我们将研究一个承重结构的稳定性。
该结构由一根钢杆和两个支撑点组成,其中一端支撑固定,另一端加有外部力。
我们的目标是确定结构在受力情况下的位移和应力分布,并评估结构的稳定性。
2.建模与加载条件:我们使用ANSYS软件对该结构进行三维建模,并为其设置了适当的边界条件和加载条件。
钢杆的材料参数和几何尺寸通过实验测定获得。
加载条件设为一端受到垂直向下的力,同时另一端固定。
我们采用静态结构分析模块进行分析。
3.结果与分析:经过ANSYS分析,我们获得了结构的位移和应力分布情况。
在受力情况下,钢杆的位移主要集中在受力一侧,而另一侧的位移较小。
应力分布也呈现相似的趋势,受力一侧的应力较大,而另一侧的应力较小。
这是由于外部力对结构的影响导致结构发生变形。
4.结构稳定性评估:在评估结构的稳定性时,我们对结构进行了稳定性分析。
通过计算结构的临界载荷,我们可以确定结构在受力情况下的稳定性。
根据计算结果,结构的临界载荷大于所施加的外部力,说明结构是稳定的,不会发生失稳现象。
5.敏感性分析:为了进一步评估结构的性能,我们进行了敏感性分析。
通过改变结构的材料参数和几何尺寸,我们得到了不同条件下结构的位移和应力分布。
根据敏感性分析结果,我们发现结构的位移和应力对材料的弹性模量和截面尺寸非常敏感。
较高的弹性模量和更大的截面尺寸会使结构更加稳定。
结论:通过ANSYS软件进行的分析,我们得到了结构在受力情况下的位移和应力分布,并评估了结构的稳定性。
我们发现外部力对结构的位移和应力分布有明显的影响,但结构仍然保持稳定。
此外,结构的性能对材料参数和几何尺寸非常敏感。
综合分析结果,我们可以优化结构设计,以提高结构的稳定性和性能。
以上是对ANSYS分析报告的一个简单写作示例,可以根据实际情况进行适当调整和修改。
ansys实验分析报告
ANSYS 实验分析报告1. 引言在工程设计和科学研究中,计算机仿真技术的应用越来越广泛。
ANSYS是一种常用的工程仿真软件,它可以帮助工程师和科学家分析和解决各种复杂的问题。
本文将介绍我对ANSYS进行实验分析的过程和结果。
2. 实验目标本次实验的主要目标是使用ANSYS软件对一个特定的工程问题进行仿真分析。
通过这个实验,我希望能够了解ANSYS的基本操作和功能,并在解决工程问题方面获得一定的经验。
3. 实验步骤步骤一:导入模型首先,我需要将要分析的模型导入到ANSYS软件中。
通过ANSYS提供的导入功能,我可以将CAD模型或者其他文件格式的模型导入到软件中进行后续操作。
步骤二:设置边界条件在进行仿真分析之前,我需要设置边界条件。
这些边界条件可以包括约束条件、初始条件和加载条件等。
通过设置边界条件,我可以模拟出真实工程问题中的各种情况。
步骤三:选择分析类型ANSYS提供了多种不同的分析类型,包括结构分析、流体力学分析、热传导分析等。
根据实际情况,我需要选择适合的分析类型来解决我的工程问题。
步骤四:运行仿真设置好边界条件和选择好分析类型后,我可以开始运行仿真了。
ANSYS会根据我所设置的条件,在计算机中进行仿真计算,并生成相应的结果。
步骤五:分析结果仿真计算完成后,我可以对生成的结果进行分析。
通过对结果的分析,我可以得出一些关键的工程参数,如应力分布、温度分布等。
这些参数可以帮助我评估设计的合理性和性能。
4. 实验结果在本次实验中,我成功地使用ANSYS对一个特定的工程问题进行了仿真分析。
通过分析结果,我得出了一些有价值的结论和数据。
这些数据对于进一步改进设计和解决工程问题非常有帮助。
5. 总结与展望通过本次实验,我对ANSYS软件的使用有了更深入的了解,并且积累了一定的实践经验。
在未来的工程设计和科学研究中,我将更加灵活地应用ANSYS软件,以解决更加复杂和挑战性的问题。
同时,我也会继续学习和探索其他相关的仿真软件和工具,以提高自己的技术水平。
ansys实验报告
ansys实验报告ANSYS实验报告一、引言ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件,它能够模拟和分析各种结构和物理现象。
本实验旨在通过使用ANSYS软件,对一个具体的工程问题进行模拟和分析,以探究其性能和行为。
二、实验目的本次实验的主要目的是通过ANSYS软件对一个简单的悬臂梁进行分析,研究其在不同加载条件下的应力和变形情况,并进一步了解悬臂梁的力学行为。
三、实验步骤1. 准备工作:安装并启动ANSYS软件,并导入悬臂梁的几何模型。
2. 材料定义:选择适当的材料,并设置其力学性质,如弹性模量和泊松比。
3. 约束条件:定义悬臂梁的边界条件,包括支撑点和加载点。
4. 加载条件:施加适当的力或压力到加载点,模拟实际工程中的加载情况。
5. 分析模型:选择适当的分析方法,如静力学分析或模态分析,对悬臂梁进行计算。
6. 结果分析:根据计算结果,分析悬臂梁在不同加载条件下的应力和变形情况,并进行比较和讨论。
四、实验结果经过计算和分析,我们得到了悬臂梁在不同加载条件下的应力和变形情况。
在静力学分析中,我们观察到加载点附近的应力集中现象,并且应力随着加载的增加而增大。
在模态分析中,我们研究了悬臂梁的固有频率和振型,并发现了一些共振现象。
五、讨论与分析根据实验结果,我们可以得出一些结论和讨论。
首先,悬臂梁在加载点附近容易发生应力集中,这可能导致结构的破坏和失效。
因此,在实际工程中,我们需要采取适当的措施来减轻应力集中的影响,如增加结构的刚度或改变加载方式。
其次,悬臂梁的固有频率和振型对结构的稳定性和动态响应有重要影响。
通过模态分析,我们可以确定悬臂梁的主要振动模态,并根据需要进行结构优化。
六、结论通过本次实验,我们成功地使用ANSYS软件对一个悬臂梁进行了模拟和分析。
通过对悬臂梁的应力和变形情况的研究,我们深入了解了悬臂梁的力学行为,并得出了一些有价值的结论和讨论。
在实际工程中,这些研究结果可以为设计和优化结构提供参考和指导。
ansys实验强度分析报告
ansys有限元强度分析一、实验目的1 熟悉有限元分析的基本原理和基本方法;2 掌握有限元软件ANSYS的基本操作;3 对有限元分析结果进行正确评价。
二、实验原理利用ANSYS进行有限元静力学分析三、实验仪器设备1 安装windows XP的微机;2 ANSYS11.0软件。
四、实验内容与步骤1 熟悉ANSYS的界面和分析步骤;2 掌握ANSYS前处理方法,包括三维建模、单元设置、网格划分和约束设置;3掌握ANSYS求解和后处理的一般方法;4 实际应用ANSYS软件对六方孔螺钉头用扳手进行有限元分析。
五、实验报告1)以扳手零件为例,叙述有限元的分析步骤;答:(1)选取单元类型为92号;(2)定义材料属性,弹性模量和泊松比;建立模型。
先生成一个边长为0.0058的六边形平面,再创建三条线,其中z向长度为0.19,x向长度0.075,中间一段0.01的圆弧,然后把面沿着三条线方向拉伸,生成三维实体1如题中所给形状,只是手柄短了0.01;把坐标系沿z轴方向平移0.01,再重复作六边形面,拉伸成沿z轴相反方向的长为0.01的实体2;利用布尔运算处理把实体1和2粘接成整体。
(4)划分网格。
利用智能网格划分工具划分网格,网格等级为4级。
(5)施加约束。
在扳手底部面上施加完全约束;(6)施加作用力。
在实体2的上部面上施加344828pa(20/(0.01*0.0058))的压强,在实体2的下部面的临面上施加1724138pa(100/0.01/0.0058)的压强;(7)求解,进入后处理器查看求解结果,显示应力图。
2)对扳手零件有限元分析结果进行评价;答:结果如图所示:正确的显示出了受力的最大位置及变形量,同时给出了各处受力的值,分析结果基本正确,具有一定的参考意义。
六、回答下列思考题1.什么是CAE技术?答:CAE是包括产品设计、工程分析、数据管理、试验、仿真和制造的一个综合过程,关键是在三维实体建模的基础上,从产品的设计阶段开始,按实际条件进行仿真和结构分析,按性能要求进行设计和综合评价,以便从多个方案中选择最佳方案,或者直接进行设计优化。
基于ANSYS的机械结构强度分析与优化研究
基于ANSYS的机械结构强度分析与优化研究随着现代工程需求的不断增长,对机械结构强度和可靠性的要求也越来越高。
为了满足这一需求,研究人员广泛使用ANSYS软件来进行机械结构的强度分析与优化研究。
本文将介绍基于ANSYS的机械结构强度分析与优化的研究方法和技巧。
一、研究背景和意义机械结构的强度分析是评估其工作状态下可承受的载荷和变形的能力,是确保机械结构安全可靠运行的基础。
而优化设计则是在满足安全性的前提下,设计出更加轻量化和高效的结构,以降低成本和提高性能。
因此,基于ANSYS的机械结构强度分析与优化研究对于工程领域具有重要的意义。
二、ANSYS软件介绍ANSYS是一款广泛应用于工程计算领域的有限元法软件。
它可以模拟和分析各种不同材料和结构类型的力学行为,并提供详细的应力、应变和变形等信息。
利用ANSYS软件,可以进行静力学分析、动力学分析、疲劳分析等多种工程分析。
三、机械结构强度分析流程1. 几何建模:使用ANSYS提供的建模工具,创建机械结构的几何模型。
可以通过绘图、导入CAD文件等方式完成。
2. 材料属性定义:根据实际情况,设置机械结构材料的机械性能参数,包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。
3. 网格划分:将几何模型划分成有限元网格,需要注意网格密度和质量的合理选择,以提高计算结果的精度和准确性。
4. 载荷和边界条件定义:根据实际工况对机械结构施加载荷和边界条件。
可以设置静载荷、动载荷、温度载荷等。
5. 强度分析:运行ANSYS计算求解器,进行机械结构的强度分析。
可以获得应力、应变、变形等结果,以评估结构的强度和可靠性。
6. 结果后处理:通过ANSYS的后处理工具,对计算结果进行可视化和分析。
可以生成应力云图、应变曲线等,为结构优化提供依据。
四、机械结构优化方法1. 参数优化:通过改变机械结构的设计参数,如材料厚度、连接方式等,以满足给定的约束条件和性能要求。
2. 拓扑优化:在事先给定的设计空间中,通过修改结构的拓扑形状来实现结构的优化设计。
基于ANSYS软件的支架强度有限元分析报告
基于ANSYS软件的支架强度有限元分析报告一、概述本次大作业主要利用ANSYS软件对支架的应力和应变进行分析,计算出支架的最大应力和应变。
然后与实际情况进行比较,证明分析的正确性,从而为支架的优化分析提供了充分的理论依据,并且通过对ANSYS软件的实际操作深刻体会有限元分析方法的基本思想,对有限元分析方法的实际应用有一个大致的认识。
二、问题分析如图1所示的支架由3mm钢板折弯而成。
该支架的h2一侧为固定支撑,顶部平面承受书本重物载荷,重物重量为500N。
材料的杨氏模量为2E11Pa,泊松比为0.3,密度7850kg/m3。
图1 支架a b h1 h2 w数据80 40 15 40 15三、有限元建模支架由钢板折弯而成,厚度尺寸相对长度和宽度尺寸来说很小,所以在ansys中采用面体单元进行模拟,在Workbench中的单元设置为shell181,材料即为结构钢材料,其弹性模量为2.1e11Pa,泊松比为0.3,密度为7850kg/m^3图2 材料属性双击Geometry进入几何模型建立模块,首先设置单位为mm。
以XY平面为为基准建立如下草绘面。
图3 草绘面1再以此草绘面生成面体,通过概念建模的方式实现。
图4 生成面体对上面面体的长边进行拉伸,拉伸方向为垂直向外,拉伸15mm图5 拉伸成面体对相交区域进行倒角,倒角半径为3图6 最终几何模型双击model进行分析界面进行网格划分,首先定义面体厚度为1mm图7 面体厚度随后进行网格划分,设置网格尺寸为5mm,采用全四边形网格划分方法,同时在倒角位置采用Mapped Face sizing功能映射网格,保证网格过度平滑。
图8 有限元网格模型检查网格质量,Workbench中网格质量柱状分布图如下所示,最差的都大于0.6,网格质量平均值为0.84,可见网格质量很好,满足计算精度图9 网格质量检查添加载荷,如10所示支架h2一侧为固定支撑,采用Fix Support固定方式实现,顶部平面承受500N的均布力,采用Force实现,如下图所示图10 载荷加载四、有限元计算结果(1)位移变化,如图12所示,结果最大变形为0.17mm,发生在左侧边角区域,刚好为载荷加载边缘处,也为结构刚度最为薄弱区域图12 位移云图(2)等效应力计算结果,如图3所示,最大等效应力为213MPa,发生在右侧倒角区域,该处为约束边缘处,由于约束会引起较大的应力集中,所以在实际情况下应该加大此处的倒角过度,减缓应力集中现象。
ansys分析报告
ansys分析报告ANSYS分析报告ANSYS是一个广泛应用于工程领域的数值模拟软件,可以进行结构分析、流体分析、电磁场分析等多种模拟计算。
本文将对ANSYS分析报告进行700字的简要介绍。
ANSYS分析报告是针对特定问题进行计算和模拟分析后所得到的结果的总结和展示,通常包括以下几个部分:问题描述、模型建立、计算设置、结果分析和结论等。
首先,问题描述部分需要详细描述需要分析的问题的背景和目标,例如一个结构材料的强度分析,可以描述该材料的工作环境和所需的强度。
对问题的准确描述有助于确定分析的内容和方向。
其次,模型建立部分是将实际问题转化为计算模型的过程,包括几何建模、材料属性和加载条件等的设置。
在ANSYS中,可以通过绘制几何图形或导入CAD模型来创建计算模型,然后定义材料的性质和加载的边界条件。
接下来,计算设置部分是对分析过程中的各种数值计算参数进行设置和调整,例如网格密度、收敛准则等。
在ANSYS中,通过选择适当的求解器和控制参数,可以在保证计算精度的前提下尽可能提高计算效率。
然后,结果分析部分是对计算结果进行全面和详细的分析和解释。
ANSYS提供了丰富的结果输出和可视化工具,可以直观地展示计算结果,如应力云图、变形云图等。
通过对计算结果的分析,可以评估结构的安全性、性能和优化方案等。
最后,结论部分是对分析结果的总结和归纳,给出解决问题的建议或改进方案。
结论应该简明扼要地回答分析问题中所关心的核心问题,以便让读者迅速了解分析的结果和含义。
总之,ANSYS分析报告是基于ANSYS软件进行模拟计算和分析的结果总结和展示。
通过问题描述、模型建立、计算设置、结果分析和结论等环节的详细分析,可以准确评估分析目标的实现程度,为工程决策提供科学依据。
ANSYS实验分析报告
ANSYS实验分析报告专业:工程力学姓名:学号:柱体在横向作用力下的应力和变形分析第一部分:问题描述已知一矩形截面立柱,x 方向长3m ,z 方向宽2m ,y 方向高30m 。
材料为C30混凝土,弹性模量E=2.55×1010,泊松比u=0.2。
底端与地面为固定端约束,在立柱中间施加一沿x 方向的集中荷载F=30KN ,不考虑底部基础和结构自重。
如图所示:b ah柱体几何尺寸示意图理论分析:由已知条件,显然这是个弯曲问题。
根据材料力学知识,很容易知道底部与地面接触面为危险截面,左端受拉,右端受压,有:[]446max3311231015 1.51222151010.31023c c h b F pa pa ab σσ⨯⨯⨯⨯⨯⨯===⨯<=⨯⨯ []446max3311231015 1.5122215100.61023t t h bF pa pa abσσ⨯⨯⨯⨯⨯⨯===⨯<=⨯⨯ 最大变形处在顶端,挠度为:()()2323103010153330150.7351066 2.5510 4.5Z Fa f h a m EI -⨯⨯=-=⨯-=⨯⨯⨯⨯ 第二部分:ANSYS 求解过程/BATCH/input,menust,tmp,'',,,,,,,,,,,,,,,,1 WPSTYLE,,,,,,,,0 /NOPR/PMETH,OFF,0 KEYW,PR_SET,1 KEYW,PR_STRUC,1 KEYW,PR_THERM,0 KEYW,PR_FLUID,0 KEYW,PR_ELMAG,0 KEYW,MAGNOD,0 KEYW,MAGEDG,0 KEYW,MAGHFE,0 KEYW,MAGELC,0 KEYW,PR_MULTI,0 KEYW,PR_CFD,0/GO/PREP7ET,1,SOLID45 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,2.55e10 MPDATA,PRXY,1,,0.2 RECTNG,0,3,0,30, VOFFST,1,2, ,FLST,5,3,4,ORDE,3 FITEM,5,7FITEM,5,-8FITEM,5,12CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINE CMSEL,,_YLESIZE,_Y1,0.5, , , , , , ,1MSHAPE,0,3DMSHKEY,1CM,_Y,VOLUVSEL, , , , 1CM,_Y1,VOLUCHKMSH,'VOLU'CMSEL,S,_YVMESH,_Y1CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2FINISH/SOL图一.划分网格后的柱体模型图二.柱体在荷载作用下的变形图三.柱体在荷载作用下的应力第三部分:结果分析将材料力学理论计算结果与ANSYS 模拟结果进行对比:柱体最大挠度发生在顶端,理论计算结果为max f =0.735㎜,ANSYS 模拟结果为max f =0.741㎜,可见ANSYS 模拟结果是正确的。
基于ANSYS的罐式集装箱的强度分析
基于ANSYS的罐式集装箱的强度分析罐式集装箱是一种重要的运输容器,用于存放液体、气体和散装物料。
它具有保护货物免受外部环境影响的功能。
为了确保罐式集装箱的安全运输,必须进行强度分析。
罐式集装箱的强度分析是通过使用ANSYS软件来模拟和分析罐体的力学行为。
下面我将对基于ANSYS的罐式集装箱的强度分析进行详细介绍。
首先,对罐式集装箱进行建模。
在ANSYS软件中,我们可以使用三维建模工具来绘制罐体的几何形状。
这需要考虑罐体的尺寸、形状、材料及其厚度等参数。
将这些参数输入ANSYS中,建立一个逼真的罐体模型。
其次,进行材料属性的定义。
在罐式集装箱的强度分析中,材料的物理属性是非常重要的。
我们需要考虑罐体的材料类型,如钢、铁或其他金属材料,并为其定义弹性模量、泊松比和密度等参数。
然后,加载并分析。
罐式集装箱常承受多种载荷,如内部液体或气体的压力、外部环境的风压等。
在ANSYS中,我们可以通过加载这些载荷来模拟罐体的实际工作条件。
同时,我们还可以对罐体进行多种分析,如静力分析、疲劳分析和屈曲分析等。
这些分析可以帮助我们了解罐体在不同情况下的强度和稳定性。
最后,评估结果和优化设计。
通过ANSYS的模拟分析,我们可以得到罐式集装箱在各种工况下的应力和变形情况。
根据这些结果,我们可以评估罐体的强度,并根据需要对罐体的设计进行优化。
例如,通过增大罐体的材料厚度或改变材料类型,可以提高罐体的强度和稳定性。
总结起来,基于ANSYS的罐式集装箱强度分析是一个重要的过程,它可以帮助我们评估和改进罐体的设计。
通过模拟和分析罐体的力学行为,我们可以确保罐式集装箱在运输过程中具有足够的强度和稳定性,从而保护货物的安全。
用ANSYS WORKBENCH对装配体做强度分析时的计算心得
用ANSYS WORKBENCH对装配体做强度分析时的计算心得**********************原创 对装配体做结构分析时的注意事项:1.没有必要在DM(DesignModeler)中使用Boolean将所有的体(body)合并为一个体。
这样做会导致合并前各个体的网格划分不规则,严重时导致网格划分失败。
2.也没有必要在DM中使用Form New Part将各个body重新组合为一个part。
虽然这样做可以保证划分网格时,两body交界处网格节点重合,划出较高质量的网格;但是,另一方面,合并为一个part可能导致网格划分失败。
对装配体做结构分析时的步骤:1.在三维软件中,零件造型、装配完毕后生成IGS文件。
2.将IGS文件导入到Ansys Workbench的DesignModeler中。
之后,在DM中对个别的body进行Boolean操作,以获得较好的压力作用面。
对于存在搭接面的情况(图一),可以图一使用imprint操作或者projection操作,以获得较好的压力作用面。
3.Workbench会自动识别装配体的连接(connection)。
查看details of “connection”中参数tolerance value的数值,两body(或body和edge)之间的距离小于此数值时,Workbench 会认为两者连接在一起。
只要三维制图精度足够,这一数值可以默认值不变。
4.对于装配体中各部件材料不完全相同时,可以在Model中对Geometry下某个solid 设置它的材料特性。
前提是Engineering data里添加了所需的材料特性。
基于ANSYS板簧支座的强度分析
基于ANSYS板簧支座的强度分析
第一步:模型导入
将三维装配体保存为igs格式,通过ANSYS的接口将三维模型导入至ANSYS软件中,截图如下所示
第二步:单元类型、材料等定义
采用实体建模分析,单元类型为solid185。
材料属性为
第三步:网格划分
对模型进行网格划分,尽量采用六面体划分,最终网格如下所示。
网格总数为146258,节点总数为170944
第四步:接触设置
焊缝与结构之间采用绑定接触,桥梁和支座之间是在螺栓预紧力作用下收紧,他们之间采用
摩擦接触,螺栓和螺栓之间采用绑定接触。
最后在螺栓上加载预紧力,计算螺栓预紧情况下结构的应力分布。
第五步:载荷施加
首先约束桥梁两端,如下所示
然后对螺栓分别加载预紧力,通过ANSYS中的预紧力载荷直接实现,为使载荷分布均匀,在U型螺栓两侧分别均匀加载预紧力,保证一根螺栓上的合预紧力为121.5KN,所以共施加四个预紧力
第六步:求解,结果后处理
设置好以后直接求解,计算结果如下所示
整体变形图
局部变形图
桥梁变形图
整体应力图
局部应力
桥梁应力
焊缝应力。
基于ANSYS的工字梁结构的强度分析和优化
基于ANSYS的工字梁结构的强度分析和优化1.初始模型设计:图1 分析要求初始模型截面选择为工字梁截面,初始模型的截面尺寸设置为100mm*68mm*4.5mm,初始模型主要是根据题目要求,结合相关经验初步给以梁的形状和尺寸。
然后再本文的要求下进行分析,并进行尺寸参数的优化,保证满足强度,同时梁的质量要最小,在ansys中建立初始模型,如下所示。
图2 ansys模型初始截面尺寸与形状,同时将矩形的长和宽设置为参数,后续用于优化设计。
图3 参数化模型2.初始尺寸下的有限元分析有限元网格如下,显示了截面图4 有限元网格模型模型为简支梁,所有左端固定,右端放开横向和转动自由度,在跨中加载重物载荷80*9.8=784N图5 载荷约束进行分析,在上述载荷下,梁的最大组合应力云图如下,最大应力为11.11MPa,许用应力为160MPa,初始设计满足强度要求,但是初始设置安全系数较大,存在较大优化空间。
图6 应力结果对初始设计进行优化,优化变量为矩形截面的长和宽,优化目标为质量最小,同时最大应力小于160MPa。
采用响应面优化方法进行优化分析,模块如下:图7 响应面优化首先进行DOE设置:设置参数的优化范围,厚度优化范围设置为2mm到10mm。
DOE 方法设置为CCD,高度要脚宽的范围设置为20mm到100mm。
图8 优化区间设置生成所有设计点,并求解,最终设计点结果如下所示图9 采样点然后生成响应面,响应面生成方法为Kriging,响应面的GOD拟合曲线如下所示,所有设计点都落在GOD曲线上,可以认为响应面拟合精度较高。
图10 GOD曲线梁质量的响应面如下所示,响应面为线性,说明参数变化线性影响质量,和实际情况吻合图11 响应面3D图最后进行优化:目标函数设置如下所示,图12 目标函数设置在响应面上选取10000个设计点进行优化分析,求解最有解,最后优化结果:图13 优化结果对尺寸进行取值,则最终优化结果为t=2mm,高度为45mm,脚宽为21mm,对上述优化后的尺寸进行校核分析,应力云图如下所示,最大应力为154.36MPa,满足要求。
ansys分析报告
ansys分析报告ANSYS分析报告。
一、引言。
本报告旨在对ANSYS进行全面的分析和评估,以便更好地了解其性能和应用范围。
ANSYS是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件,通过对其进行深入研究和分析,可以帮助工程师们更好地应用该软件进行工程设计和分析。
二、软件概述。
ANSYS是一种基于有限元分析理论的工程仿真软件,其功能涵盖了结构分析、流体动力学分析、热传导分析等多个领域。
通过ANSYS软件,工程师可以对各种工程结构和系统进行仿真分析,以评估其性能和稳定性。
三、功能特点。
1. 结构分析,ANSYS可以对各种结构进行静力学和动力学分析,包括线性和非线性分析,以及疲劳和断裂分析。
这使得工程师可以更加全面地评估结构的强度和稳定性。
2. 流体动力学分析,ANSYS可以模拟流体在复杂几何形状中的流动情况,包括湍流、层流等各种流动状态。
这对于设计液体管道、风力发电机等工程系统具有重要意义。
3. 热传导分析,ANSYS可以模拟材料的热传导性能,包括传热、热对流、热辐射等多种热传导方式。
这对于设计散热器、热交换器等热工系统至关重要。
四、应用案例。
1. 结构分析,使用ANSYS对一座桥梁进行有限元分析,评估其在不同荷载条件下的变形和应力分布,为桥梁设计提供重要参考。
2. 流体动力学分析,使用ANSYS对一台风力发电机进行气流仿真,评估其叶片在不同风速下的受力情况,为风力发电机的设计提供优化方案。
3. 热传导分析,使用ANSYS对一台电子设备进行热仿真,评估其在长时间工作状态下的散热效果,为电子设备的散热设计提供技术支持。
五、结论。
通过对ANSYS软件的分析和评估,我们可以得出结论,ANSYS具有强大的功能和广泛的应用范围,可以帮助工程师们进行结构、流体和热传导等多个领域的仿真分析。
在工程设计和优化过程中,ANSYS将发挥重要作用,为工程师们提供更多的技术支持和优化方案。
希望本报告对大家对ANSYS软件有更深入的了解和认识,并能够更好地应用于工程实践中。
基于ANSYS的挖机动臂强度分析报告
基于ANSYS的挖机动臂强度分析报告1.概述:基于ansys软件对挖机动臂进行有限元分析,校核了动臂在几处铰孔载荷下的强度和刚度,最终计算表面,满足强度要求。
几何模型如下所示:图1 几何模型2.有限元建模动臂结构较为复杂,存在倒角、铰孔、凸台等不规则特征,所以采用四面体建模,单元类型选用solid185。
solid185单元用于构造三维固体结构.单元通过8个节点来定义,每个节点有3个沿着xyz方向平移的自由度.单元具有超弹性,应力钢化,蠕变,,大变形和大应变能力.还可采用混合模式模拟几乎不可压缩弹塑材料和完全不可压缩超弹性材料。
图2 solid185单元类型动臂结构材料为Q345,其弹性模量为 2.1e5MPa,泊松比为0.3,材料的屈服极限为345MPa。
如下图所示。
图3 材料属性对动臂结构进行网格划分,采用自由划分,网格为四面体结构。
如下所示,在铰孔等特征处需要对网格进行局部加密,因为这些为主要受力区域,会出现一定程度的应力集中,所以网格需要加密,同时圆孔需要加密网格才能体现出圆弧的特征,如果网格较小,圆孔体现出的是多边形特征,则此时结构的实际情况会失真。
图4 网格模型最终网格总数为42804,节点总数为9479。
3. 载荷约束对动臂结构进行约束加载,动臂结构在实际工作中并没有固定约束部分,处于动平衡状态,主要受到连接铰孔的外载荷,但是有限元求解必须要消除刚体位移,结构不能处于动平衡状态,结构必须为静定或者超静定结构,所以可以通过对动臂结构上某些节点施加约束,所施加的约束刚好可以消除结构的全部刚体自由度,同时也不会对动臂引起附加约束,如果直接在动臂节点上施加约束,由于约束本身会引起附加刚度,所以这样必然会影响计算结果,所以通过弹簧的方式,在节点上建立对地弹簧,约束弹簧端部,通过调整弹簧刚度来避免约束节点对结构产生的附加刚度,同时还可以通过约束弹簧端部来消除刚体位移,如下图所示,同时打开惯性释放。
ansys平面结构强度分析实例
第一题(平面问题):如图所示零件,所受均布力载荷为q,分析在该作用力下的零件的形变和应力状况,本题简化为二维平面问题进行静力分析,零件材料为Q235。
求出材料最大应力值。
厚度为5mm(1)选择单元类型运行Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,弹出Element Types对话框,单击Add,弹出Library of Element Types窗口,选择Structural Solid,输入82,单击OK。
在Element Types对话框中,单击Options,在弹出的对话框中,设置K3选项栏为Plane strs w/thk,设置K5选项栏为Nodal stress,设置K6选项栏为No extra output。
表示单元是应用于平面应力问题,且单元是有厚度的。
(2)定义实常数运行Preprocessor>Real Constants>Add /Edit/Delete,弹出Real Constants对话框,点击Add,在弹出的对话框中点击OK,弹出Real Constants Set Number 1,for PLANE82对话框,在THK选项栏中设置板厚度为0.005m。
设置完毕单击OK按钮。
(3)设置材料属性运行Preprocessor>Material Props>Material Models,在弹出的对话框中依次双击Structural,Linear,Elastic,Isotropic,弹出Linear Isotropic Properties for Material Model 1对话框,在EX选项栏中设置数值2.1e11,在PRXY选项栏中设置数值0.3。
设置完毕单击OK按钮。
4)建立模型运行Preprocessor>Modeling>Create>Area>Polygon>By Vertices,弹出下图所示对话框,选项栏中依次填写下表中数据,单击Apply,完成后单击OK。
ANSYS实验分析报告
分析报告实例一和实例二建模过程遵从ansys的基本建模步骤:(1)建立有限元模型在ANSYS中建立有限元模型的过程大致可分为以下3个主要步骤:①建立或导入几何模型②定义材料属性③划分网格建立有限元模型(2)施加载荷并求解在ANSYS中施加载荷及求解的过程大致可以分为以下3个主要步骤:①定义约束②施加载荷③设置分析选项并求解(3)查看分析结果在ANSYS中查看分析结果的过程大致可以分为以下2个主要步骤:①查看分析结果②检验分析结果(验证结果是否正确)实例分析一:例一所要分析的问题是平面带孔平板在均布载荷作用下板内的应力情况分布。
实例类型为ANSYS结构分析,分析类型为线性静力分析。
通过在ansys中基本的实体建模操作,布尔运算和网格细化,施加均布载荷,到最后的求解,方可得到显示变形后形状和应力等值线图、单元信息列表等等结果。
下面查看分析结果,对于静力分析主要是模型位移及等效应力等值线图或者节点结果数据列表。
模型变形图如下所示:最大变形量图如下所示:等效应力等值线图如下所示:列表显示位移结果数据如下所示:列表显示节点应力值如下所示:实例分析二:例二所要分析的问题是大坝在约束和载荷作用下的应力,应变情况。
实例类型为ANSYS结构分析,分析类型为线性静力分析。
通过在ansys中基本的实体建模操作,网格划分,施加载荷,到最后的求解,方可得到显示变形后形状和应力等值线图等结果。
下面查看分析结果,对于静力分析主要是模型位移及等效应力等值线图或者节点结果数据列表。
模型变形图如下所示:最大变形量图如下所示:等效应力等值线图如下所示:列表显示位移结果数据如下所示:列表显示节点应力值如下所示:以下是两个结构的*.log文件:Plane:/BATCH/COM,ANSYS RELEASE 12.0.1UP20090415 17:04:30 03/24/2011 /CWD,'E:\Ansys.work\3-24-plane'/TITLE,plane/REPLOT!*/NOPR/PMETH,OFF,0KEYW,PR_SET,1KEYW,PR_STRUC,1KEYW,PR_FLUID,0KEYW,PR_MULTI,0/GO!*/COM,/COM,Preferences for GUI filteringhave been set to display:/COM, Structural!*/PREP7!*ET,1,PLANE82!*KEYOPT,1,3,3KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0!*!*MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,2e5MPDATA,PRXY,1,,0.3!*R,1,20,!*SAVEFINISH/SOLFINISH/PREP7 BLC4,0,0,200,100CYL4,100,50,20 ASBA, 1, 2 SAVEAESIZE,ALL,20, TYPE, 1MAT, 1REAL, 1 ESYS, 0 SECNUM,!*MSHAPE,0,2DMSHKEY,0!*CM,_Y,AREAASEL, , , , 3 CM,_Y1,AREACHKMSH,'AREA' CMSEL,S,_Y!*AMESH,_Y1!*CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2!*SAVEFINISH/SOL!*ANTYPE,0FLST,2,1,4,ORDE,1 FITEM,2,4!*/GODL,P51X, ,ALL,0FLST,2,1,4,ORDE,1 FITEM,2,2/GO!*SFL,P51X,PRES,-1,/STATUS,SOLUSOLVEFINISH/POST1PLDISP,0!*/EFACET,1PLNSOL, U,SUM, 0,1.0/RGB,INDEX,100,100,100, 0 /RGB,INDEX, 80, 80, 80,13 /RGB,INDEX, 60, 60, 60,14 /RGB,INDEX, 0, 0, 0,15/REPLOTFINISH! /EXIT,ALLDam:/BATCH/COM,ANSYS RELEASE 12.0.1UP20090415 20:54:59 03/24/2011 /TITLE,dam_fenxi!*/NOPR/PMETH,OFF,0KEYW,PR_SET,1KEYW,PR_STRUC,1KEYW,PR_FLUID,0KEYW,PR_MULTI,0/GO!*/COM,/COM,Preferences for GUI filteringhave been set to display:/COM, Structural!*/PREP7!*ET,1,PLANE42!*KEYOPT,1,1,0KEYOPT,1,2,0KEYOPT,1,3,2KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0!*!* MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,2.1e11 MPDATA,PRXY,1,,0.3SAVEK,1,0,0,,K,2,1,0,,K,3,1,5,,K,4,0.45,5,,FLST,2,4,3FITEM,2,1FITEM,2,2FITEM,2,3FITEM,2,4A,P51XFLST,5,2,4,ORDE,2 FITEM,5,1FITEM,5,3CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_Y!*LESIZE,_Y1, , ,15, , , , ,1 !*FLST,5,2,4,ORDE,2 FITEM,5,2FITEM,5,4CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_Y!*LESIZE,_Y1, , ,20, , , , ,1!*TYPE, 1MAT, 1REAL,ESYS, 0SECNUM,!*MSHAPE,0,2DMSHKEY,1!*CM,_Y,AREAASEL, , , , 1CM,_Y1,AREACHKMSH,'AREA'CMSEL,S,_Y!*AMESH,_Y1!*CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2!*SAVE*DEL,_FNCNAME*DEL,_FNCMTID*DEL,_FNCCSYS*SET,_FNCNAME,'dam'*SET,_FNCCSYS,0! /INPUT,dam.func,,,1*DIM,%_FNCNAME%,TABLE,6,3,1,,,,%_FNCCSYS% !! Begin of equation: 1000*{X}*SET,%_FNCNAME%(0,0,1), 0.0, -999*SET,%_FNCNAME%(2,0,1), 0.0*SET,%_FNCNAME%(3,0,1), 0.0*SET,%_FNCNAME%(4,0,1), 0.0*SET,%_FNCNAME%(5,0,1), 0.0*SET,%_FNCNAME%(6,0,1), 0.0*SET,%_FNCNAME%(0,1,1), 1.0, -1, 0, 1000, 0, 0, 2*SET,%_FNCNAME%(0,2,1), 0.0, -2, 0, 1, -1, 3, 2 *SET,%_FNCNAME%(0,3,1), 0, 99, 0, 1, -2, 0, 0! End of equation: 1000*{X}!-->FINISH/SOLFLST,2,1,4,ORDE,1FITEM,2,4/GO!*!*SFL,P51X,PRES, %DAM%FLST,2,1,4,ORDE,1FITEM,2,1!*/GODL,P51X, ,ALL,0FLST,2,1,4,ORDE,1FITEM,2,2!*/GODL,P51X, ,ALL,0/STATUS,SOLUSOLVEFINISH/POST1PLDISP,1!*/EFACET,1PLNSOL, U,SUM, 0,1.0!*/EFACET,1PLNSOL, S,EQV, 0,1.0PLNSOL,S,EQV!*ANCNTR,10,0.5PLNSOL,U,SUM!*ANCNTR,10,0.5!*PRNSOL,U,COMPPRRSOL,FINISH! /EXIT,ALL。
ANSYS实验分析报告
ANSYS实验分析报告本次实验是利用ANSYS软件对一个弯曲结构进行有限元分析。
主要目的是研究在不同载荷下,该结构的应力和变形情况。
以下是本次实验的过程与结果分析。
一、建立模型首先,我们在ANSYS中建立出该结构的三维模型。
我们通过几何体建模的方法,将其仿真为一个由四个梁柱组成的简单框架结构。
具体的建模操作如下:1. 在“DesignModeler”中选择几何体建模,先建立底部两个支撑,分别为长方体和正方体,通过旋转复制成两组,组成左右两侧的支撑。
2. 手动建立横向梁和纵向柱,将其分别连接在底部的支撑之间,形成框架的主体。
3. 将上部吊挂点也建立为长方体,通过旋转复制成两组,分别连接在左右两侧的支撑之上。
4. 最后,将整个模型导出为STEP文件,方便之后进行后续的有限元分析。
二、设定边界条件在进行有限元分析之前,我们需要确定边界条件。
在本次实验中,我们将底部的两个支撑固定不动,作为模型的固支部分。
三、设置载荷接下来,我们将模型的上部吊挂点承载了一个垂直向下的载荷,模拟在实际使用中被吊载的情况。
我们对载荷大小和方向进行了多次调整,使得其尽可能满足实际情况,并且能够顺利完成有限元分析。
四、进行有限元分析有了模型和边界条件的设定,我们开始进行有限元分析。
在ANSYS中,我们选择了静力学模块,并且设置了相应的分析参数(包括材料属性、单元类型等)。
分析过程中,我们关注了应力和变形两个方面的计算,通过查看各个节点的数值以及色彩分布图,能够更清晰地了解结构的状态。
五、结果分析通过分析,我们获得了如下两个方面的结果:1. 应力分布我们观察到,该结构的应力主要集中在上部吊挂点以及梁柱连接处,尤其是梁柱连接处的应力相对较大且分布比较均匀。
而在其余区域,则几乎没有应力产生或仅产生了很小的应力。
2. 变形情况在载荷作用下,该结构的变形情况较为明显,上部吊挂点相对底部固支发生了垂直方向的变形,同时某些连接处也出现了微小的变形。
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ansys有限元强度分析
一、实验目的
1 熟悉有限元分析的基本原理和基本方法;
2 掌握有限元软件ANSYS的基本操作;
3 对有限元分析结果进行正确评价。
二、实验原理
利用ANSYS进行有限元静力学分析
三、实验仪器设备
1 安装windows XP的微机;
2 ANSYS11.0软件。
四、实验内容与步骤
1 熟悉ANSYS的界面和分析步骤;
2 掌握ANSYS前处理方法,包括三维建模、单元设置、网格划分和约束设置;3掌握ANSYS求解和后处理的一般方法;
4 实际应用ANSYS软件对六方孔螺钉头用扳手进行有限元分析。
五、实验报告
1)以扳手零件为例,叙述有限元的分析步骤;
答:(1)选取单元类型为92号;
(2)定义材料属性,弹性模量和泊松比;
建立模型。
先生成一个边长为0.0058的六边形平面,再创建三条线,其中z向长度为0.19,x向长度0.075,中间一段0.01的圆弧,然后把面沿着三条线方向拉伸,生成三维实体1如题中所给形状,只是手柄短了0.01;把坐标系沿z轴方向平移0.01,再重复作六边形面,拉伸成沿z轴相反方向的长为0.01的实体2;利用布尔运算处理把实体1和2粘接成整体。
(4)划分网格。
利用智能网格划分工具划分网格,网格等级为4级。
(5)施加约束。
在扳手底部面上施加完全约束;
(6)施加作用力。
在实体2的上部面上施加344828pa(20/(0.01*0.0058))的压强,在实体2的下部面的临面上施加1724138pa(100/0.01/0.0058)的压强;
(7)求解,进入后处理器查看求解结果,显示应力图。
2)对扳手零件有限元分析结果进行评价;
答:结果如图所示:
正确的显示出了受力的最大位置及变形量,同时给出了各处受力的值,分析结果基本正确,具有一定的参考意义。
六、回答下列思考题
1.什么是CAE技术?
答: CAE是包括产品设计、工程分析、数据管理、试验、仿真和制造的一个综合过程,关键是在三维实体建模的基础上,从产品的设计阶段开始,按实际条件进行仿真和结构分析,按性能要求进行设计和综合评价,以便从多个方案中选择最佳方案,或者直接进行设计优化。
2.有限元单元的选取原则有哪些?
答:首先,根据分析类型选择单元;比如结构分析、热分析、瞬态分析等;其次,根据问题的特性选择单元的阶次;比如梁的弯曲问题,位移为2阶,单元最好选择2阶;再次,选择单元的形状,如三角形还是四边形;理论上四边形单元有更高的精度,但是实践表明,只有在单元是矩形时才有较高的精度,在大变形中,单元变歪斜,误差可能到100%;因而在你关心的区域,一定要用规则的单元,注意单元的质量。
3.网格划分的原则有哪些?实验不同单元大小对计算精度的影响。
答:有限元网格划分的基本原则
①网格数量
网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。
一般来讲,网格数量增加,计算精度会有所提高,但同时计算规模也会增加,所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。
②网格疏密
网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格,这是为了适应计算数据的分布特点。
在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处),为了较好地反映数据变化规律,需要采用比较密集的网格。
而在计算数据变化梯度较小的部位,为减小模型规模,则应划分相对稀疏的网格。
采用疏密不同的网格划分,既可以保持相当的计算精度,又可使网格数量减小。
因此,网格数量应增加到结构的关键部位,在次要部位增加网格是不必要的,也是不经济的。
③单元阶次
许多单元都具有线性、二次和三次等形式,其中二次和三次形式的单元称为高阶单元。
选用高阶单元可提高计算精度,因为高阶单元的曲线或曲面边界能够更好地逼近结构的
曲线和曲面边界,且高次插值函数可更高精度地逼近复杂场函数,所以当结构形状不规则、应力分布或变形很复杂时以选用高阶单元。
但高阶单元的节点数较多,在网格数量相同的情况下由高阶单元组成的模型规模要大得多,因此在使用时应权衡考虑计算精度和时间。
④网格质量
网格质量是指网格几何形状的合理性。
质量好坏将影响计算精度。
质量太差的网格甚至会中止计算。
⑤网格分界面和分界点
结构中的一些特殊界面和特殊点应分为网格边界或节点以便定义材料特性、物理特性、载荷和位移约束条件。
即应使网格形式满足边界条件特点,而不应让边界条件来适应网格。
常见的特殊界面和特殊点有材料分界面、几何尺寸突变面、分布载荷分界线(点)、集中载荷作用点和位移约束作用点等。
⑥位移协调性
位移协调是指单元上的力和力矩能够通过节点传递相邻单元。
为保证位移协调,一个单元的节点必须同时也是相邻单元的节点,而不应是内点或边界点。
相邻单元的共有节点具有相同的自由度性质。
否则,单元之间须用多点约束等式或约束单元进行约束处理。
⑦网格布局
当结构形状对称时,其网格也应划分对称网格,以使模型表现出相应的对称特性,不对称布局会引起一定误差。
4.扳手应力云图所示应力集中处是否像估计的那样?如不一样,可能的原因是什么?答:是。
可能的原因有:单元类型的选取不适合;各参数的设置有误差;网格的划分不合理;求解方法本身的误差或是不适合;单位的设置等。