ansys实验报告
ANSYS建模
轴承座的ANSYS实体建模:实验报告(一)一、实验目的:进一步练习ANSYS软件的操作;学会建立模型的高级操作和步骤;实际操作建立微微机械车轮模型。
(一)基本思路有限元分析的最终目的是还原一个实际工程系统的数学行为特征,即分析必须针对一个物理原型准确的数学模型。
广义上讲,模型包括所有节点、单元、材料属性、实常数、边界条件,以及其他用来表现这个物理系统的特征。
建立模型的典型步骤是:(1)确定分析目标及模型的基本形式,选择合适的单元类型并考虑如何建立适当的网格密度。
(2)进入前处理(PREP7)建立模型,一般情况下利用实体建模创建模型。
(3)建立工作平面。
(4)利用几何元素和布尔运算操作生成基本几何形状。
(5)激活适当的坐标系。
(6)用自底向上方法生成其他实体,即定义关键点后生成线、面和体。
(7) 用布尔运算或编号控制适当地连接各个独立的实体模型域。
四、实验内容及步骤 (一)轴承座建模 1. 创建基座模型(1)、生成基座部分的长方体: 单击Main MenuPreprocessCreateVolumesBlockByDimensions ,输入X1=0,X2=3,Y1=0,Y2=1,Z1=0,Z2=3,然后单击[OK],得长方体基座。
XY Z09060242-44-sunguoliang(2)、平移并旋转工作平面:Utility Menu WorkPlane OffsetWP by IncrementsX,Y,Z Offsets 输入 2.25,1.25,0.75,点击[Apply],XY ,YZ ,ZX Angles 输入0,-90,0,单击[OK]。
(3)、创建圆柱体: 单击Main Menu PreprocessorModelingCreateVolumesCylinderSolid Cylinder,输入 WP X=0,WP Y=0,Radius=0.75/2, Depth=-1.5,单击[OK]。
中南大学ANSYS上机实验报告
ANSYS上机实验报告小组成员:郝梦迪、赵云、刘俊一、实验目的和要求本课程上机练习的目的是培养学生利用有限单元法的商业软件进行数值计算分析,重点是了解和熟悉ANSYS的操作界面和步骤,初步掌握利用ANSYS建立有限元模型,学习ANSYS分析实际工程问题的方法,并进行简单点后处理分析,识别和判断有限元分析结果的可靠性和准确性。
二、实验设备和软件台式计算机,ANSYS10.0软件三、基本步骤1)建立实际工程问题的计算模型。
实际的工程问题往往很复杂,需要采用适当的模型在计算精度和计算规模之间取得平衡。
常用的建模方法包括:利用几何、载荷的对称性简化模型,建立等效模型。
2)选择适当的分析单元,确定材料参数。
侧重考虑一下几个方面:是否多物理耦合问题,是否存在大变形,是否需要网格重划分。
3)前处理(Preprocessing)。
前处理的主要工作内容如下:建立几何模型(Geometric Modeling),单元划分(Meshing)与网格控制,给定约束(Constraint)和载荷(Load)。
在多数有限元软件中,不能指定参数的物理单位。
用户在建模时,要确定力、长度、质量及派生量的物理单位。
在建立有限元模型时,最好使用统一的物理单位,这样做不容易弄错计算结果的物理单位。
建议选用kg,N,m,sec;常采用kg,N,mm,sec。
4)求解(Solution)。
选择求解方法,设定相应的计算参数,如计算步长、迭代次数等。
5)后处理(Postprocessing)。
后处理的目的在于确定计算模型是否合理、计算结果是否合理、提取计算结果。
可视化方法(等值线、等值面、色块图)显示计算结果,包括位移、应力、应变、温度等。
分析计算结果的合理性。
确定计算结果的最大最小值,分析特殊部位的应力、应变或温度。
四、实验题目利用ANSYS模拟岩石试样的单轴压缩试验。
分别考虑两种不同岩石试样的几何形状和两种不同岩石试样的材料属性,模拟边界条件为试样长轴方向一端固定,另一端施加100MPa的压力,要求输出该应力条件下的岩石力学响应特性,主要包括岩石试样中心剖面上的应力和应变分布情况。
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实例应用实验报告
结构线性静力分析一、问题描述分析如下图所示具有圆孔的矩形板在拉伸状态下的应力分布。
1.0 m×2.0 m的矩形板,厚度为0.03 m,中心圆孔直径为0.25 m,弹性模量为207GPa,泊松比0.3,端部受拉伸载荷600 N。
二、有限元分析步骤1)选用solid45单元。
2)定义材料系数。
弹性模量为207e9Pa,泊松比为0.3。
3)建立模型。
Modeling>create>volumes>block>by dimensions。
X1,x2;y1,y2;z1,z2分别取-1,1;-0.5,0.5;0,0.03,得到矩形板。
创建圆柱体:Modeling>create>volumes>cylinder>by dimensions,半径为0.125m,深度为0.03m。
进行布尔操作:Modeling>operate>booleans>subtruct>volumes,选择矩形板,点击apply,选择圆柱体,点击ok。
4)划分网格。
选择Utility Menu>WorkPlane>Display Working Plane,然后选择Utility>WorkPlane>Offset WP by Increments,在Offset WP对话框的Degrees框中输入:0,-90,0然后点击OK确定。
Modeling>Operate>Booleans>Divide>Volu byWrkPlane,选择Pick All,图形窗口中将显示模型被工作平面一分为二。
类似地,通过移动工作平面的位置,最后将几何模型剖分。
选择Modeling>Operate>Booleans> Glue>Volumes,在对话框中选择Pick All,将剖分开的各部分模型粘接在一起。
选择Size control>Lines>set,将圆孔周边的线段和中线小正方型的线段都设定为10段,厚度方向的线段设定为6段,然后选择Mesh处下拉菜单为volume,shape设定为sweep,点击sweep,然后点击select all,然后点击OK确定。
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实验分析报告
ANSYS实验分析报告(张刚机电研1005班)ANSYS实验分析报告(张刚机电研1005班)实验一 ANSYS软件环境1.问题描述如图所示,使用ANSYS分析平面带孔平板,分析在均布载荷作用下板内的应力分布。
已知条件:F=20N/mm,L=200mm,b=100mm,圆孔半径r=20,圆心坐标为(100, 50),E=200Gpa。
板的左端固定。
图1-1 带孔平板模型示意图实例类型:ANSYS结构分析分析类型:线性静力分析单元类型:PLANE822.实验内容图1-2 有限元模型图图1-3 载荷与约束图图1-4 模型变形图图1-5 等值线位移图由上图可知模型从左至右位移量逐渐递增,与实际情况符合。
图1-6 等值应力图从上可知,圆孔的上下端点应力最大,与实际情况符合,证明ANSYS分析正确。
3.实验命令记录ANSYS命令流如下:/BATCH/COM,ANSYS RELEASE 12.0.1UP20090415 14:37:48 03/15/2011 /TITLE,plane/PREP7ET,1,PLANE82KEYOPT,1,3,3KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0R,1,20, MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,200000 MPDATA,PRXY,1,,0.3BLC4,0,0,200,100CYL4,100,50,20ASBA, 1, 2FINISH/SOLFINISH/PREP7AESIZE,ALL,20,MSHKEY,0CM,_Y,AREAASEL, , , , 3CM,_Y1,AREACHKMSH,'AREA'CMSEL,S,_YAMESH,_Y1CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2SAVEFINISH/SOLFLST,2,1,4,ORDE,1FITEM,2,4/GODL,P51X, ,ALL,FLST,2,1,4,ORDE,1FITEM,2,2/GOSFL,P51X,PRES,-1,/STATUS,SOLUSOLVEFINISH/POST1PLDISP,1 PLDISP,0/EFACET,1 PLNSOL, U,SUM, 0,1.0 /EFACET,1 PLNSOL, S,EQV, 0,1.0 PLNSOL,U,X ANCNTR,10,0.5/EFACET,1 PLNSOL, S,EQV, 0,1.0 SAVEFINISH! /EXIT,ALL实验二 坝体的有限元建模及应力应变分析1.问题描述计算分析模型如图所示,分析坝体的应力、应变。
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。
ansys上机实验报告3
A N S Y S 程序应用基础实验类型 验证性实验 一、实验目的和要求1.了解ANSYS 软件的界面和基本功能,初步掌握使用ANSYS 软件求解问题基本步骤;初步掌握使用ANSYS 软件求解杆系结构静力学问题的方法;2. 初步掌握使用ANSYS 软件求弹性力学平面问题的方法。
二、实验设备和软件台式计算机,ANSYS11.0软件。
三、实验内容1.应用ANSYS 程序求解杆系结构静力问题2.应用ANSYS 程序求解平面应力问题——直角支架结构3.应用ANSYS 程序求解平面应变问题——厚壁圆筒承受压力 要求:(1)建立有限元模型;(2)施加约束和载荷并求解; (3)对计算结果进行分析处理。
应用ANSYS 软件求正方形弹性体的应力分布6.6设有单元厚度的正方形弹性体,边界上的约束和载荷如图。
已知材料的弹性模量E=3211/10m N ×,泊松比µ=0.3,水平均布载荷的合力P=3N 310×,不记自重。
求出节点位移及单元应力。
PRINT REACTION SOLUTIONS PER NODE***** POST1 TOTAL REACTION SOLUTION LISTING *****LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0THE FOLLOWING X,Y,Z SOLUTIONS ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEMNODE FX FY1 -1500.0 0.24177E-104 -1500.0TOTAL VALUESV ALUE -3000.0 0.24177E-10。
ANSYS实验分析报告
ANSYS实验分析报告姓名:聂文明学号: 2013200304专业:机械工程班级:研13-5班ANSYS实验分析报告(聂文明机械工程研13-5班)实验名称:瞬态动力学分析----钟摆摆动分析一.问题描述如图1-0所示为一钟摆装置,初始位置位于θ0处,求钟摆的位移时间变化关系。
几何参数:摆杆长度=5m;摆杆横截面积S=6×10-5m2;初始位置θ0=53.135o。
材料参数:摆锤的质量m=2kg;弹性模量E=200GPa;泊松比Pxy=0.2;载荷g=9.8m/s²。
图1-0钟摆结构示意图二.问题分析该问题属于瞬态动力学分析问题,设置初始加载时间为0.01s,将重力加速度施加在摆锤上;之后分4个时间段分析摆锤从A运动到B的过程。
三.实验内容1.定义工作文件名和工作标题文件名定义为file1,工作标题定义为zhongbai。
2.定义单元类型1)定义两种单元类型:A:Structral Link, spar 8B:Structral Mass,3D mass 21。
如图1-1,1-2所示。
图1-1图1-22)在B单元类型的option选项中的K3下拉列表中选择3-D w/o rot iner。
如图1-3所示。
图1-33)定义实常数。
点击添加命令,在A单元的添加列表中添加数据,如图1-4、1-5所示。
图1-4图1-53.定义材料性能参数弹性模量EX=2e11,泊松比PRXY=0.2。
如图1-6所示。
图1-64.创建有限元模型1)分别定义两个点(0,0,0)、(3,-4,0)。
如图1-7、1-8所示。
图1-7图1-82)通过节点建立单元,基本步骤如图所示。
如图1-9所示。
图1-93)再进行如图1-、1-的顺序操作。
如图1-10所示。
图1-104)最终得到的有限元模型如图1-所示。
如图1-11所示。
图1-115.加载求解1)对1点和2点分别施加位移约束,基本过程和结果如图1-12至1-14所示。
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。
(完整word版)ansys实验报告
有限元上机实验报告姓名柏小娜学号0901510401实验一一 已知条件简支梁如图所示,截面为矩形,高度h=200mm ,长度L=1000mm ,厚度t=10mm 。
上边承受均布载荷,集度q=1N/mm 2,材料的E=206GPa ,μ=0.29。
平面应力模型。
X 方向正应力的弹性力学理论解如下:)534()4(622223-+-=h y h y q y x L h q x σ二 实验目的和要求(1)在Ansys 软件中用有限元法探索整个梁上x σ,y σ的分布规律。
(2)计算下边中点正应力x σ的最大值;对单元网格逐步加密,把x σ的计算值与理论解对比,考察有限元解的收敛性。
(3)针对上述力学模型,对比三节点三角形平面单元和4节点四边形平面等参元的求解精度。
三 实验过程概述(1) 定义文件名(2) 根据要求建立模型:建立长度为1m ,外径为0.2m ,平行四边行区域 (3) 设置单元类型、属性及厚度,选择材料属性: (4) 离散几何模型,进行网格划分 (5) 施加位移约束 (6) 施加载荷(7) 提交计算求解及后处理 (8) 分析结果四 实验内容分析(1)根据计算得到应力云图,分析本简支梁模型应力分布情况和规律。
主要考察x σ和y σ,并分析有限元解与理论解的差异。
由图1看出沿X 方向的应力呈带状分布,大小由中间向上下底面递增,上下底面应力方向相反。
由图2看出应力大小是由两侧向中间递增的,得到X 方向上最大应力就在下部中点,为0.1868 MPa 。
根据理论公式求的的最大应力值为0.1895MPa 。
由结果可知,有限元解与理论值非常接近。
由图3看出Y 的方向应力基本相等,应力主要分布在两侧节点处。
图 1 以矩形单元为有限元模型时计算得出的X 方向应力云图图 2 以矩形单元为有限元模型时计算得出的底线上各点x 方向应力图(2)对照理论解,对最大应力点的x σ应力收敛过程进行分析。
列出各次计算应力及其误差的表格,绘制误差-计算次数曲线,并进行分析说明。
ANSYS的实验报告
实验一:/FILNAME,EXERCISE3 !定义工作文件名/TITLE,STRESS ANAL YSIS IN A SHEET !定义工作标题/PREP7 !进入前处理ET,1,PLANE82 !选择单元类型MP, EX, 1, 6.9E10 !输入弹性模量MP, PRXY, 0.3 !输入泊松比RECTNG,0,0.5,0,0.3 !生成矩阵形面PCIRC, 0.1,0,0,90 !生成圆面ASBA,1,2 !面相减NUMCMP,ALL !压缩编码ESIZE,0.02 !设置单元尺寸AMAP,1,1,4,5,3 !映射网络划分FINISH/SOLU !进入求解器ANTYPE,STATIC !指定求解类型LSEL,S,,, 4 !选择线段NSLL,S,,,1 !选择线段上所有节点D,ALL,UY !施加位移载荷LSEL,S,,,5NSLL,S,1D,ALL,UXLSEL, S,,,1NSLL,S,1SF,ALL,PRES,-5E5ALLSEL !施加压力载荷SOLVE !选择所有实体FINISH !开始求解计算/POST1 !进入后处理器PLNSOL, U,SUM !绘制位移等值线图PLNSOL, S,EQV !绘制等效应力等值线图FINISH!如果你要看到最终的结果就把下面这句删除/EXIT !退出实验三:/FILNAME, EXERCISE1 !定义工作文件名/TITLE, THE ANAL YSIS OF TRUSS/PREP7ET,1,LINK1R,1,6E-4R,2,9E-4R,3,4E-4MP,EX,1,2.2E11MP,PRXY,1,0.3MP,EX,2,6.8E10MP,PRXY,2,0.26MP,EX,3,2.0E11MP,PRXY,3,0.26K,1,0,0,0K,2,0.8,0,0K,3,0,0.6,0/PNUM,KP,1/PNUM,LINK,1L,1,2L,2,3L,3,1/TITLE,GEOMETRIC MODEL LPLOTESIZE,,1MA T,1REAL,1LMESH,1LPLOTMA T,2REAL,2LMESH,2LPLOTMA T,3REAL,3LMESH,3FINISH/SOLUANTYPE,STATIC/PNUM,NODE,1EPLOTD,1,ALLD,3,ALLF,2,FX,3000F,2,FY,-2000SOLVEFINISH/POST1PLDISP,1PLNSOL,U,SUMPRNSOL,U,COMPPRRSOLFINISH第四个实验的源代码:/FILNAM,EX2-5/TITLE,CANTILERVER BEAM DEFLECTION/UNITS,SI/PREP7!进入前处理器ET,1, BEAM3 ! 梁单元MP, EX,1, 200E9 ! 弹性模量E=200E9 N/ m2R,1,3E-4, 2.5E-9, 0.01 ! A=3E-4 m2, I=2.5E-9 m4, H=0.01 m N,1,0,0 $ N,2, 1, 0 ! 定义节点坐标N,3, 2, 0 $ N,4,3,0 $ N,5,4,0E, 1,2 $ E,2,3 $E, 3, 4 $ E,4,5 ! 定义单元FINISH/SOLU !进入求解处理器ANTYPE, STATICD,1,ALL,0 !全固约束节点(边界处理)F,3,FY,-2 ! 施加集中载荷SFBEAM,3,1,PRES,0.05,0.05!施加均布载荷SFBEAM,4,1,PRES,0.05,0.05SOLVEFINISH/POST1!进入一般后处理器SET,1,1 !读取阶段负载答案PLDISP !显示数据列表(列出变形资料)PRDISP !显示图形列表(检查变形图)FINISH第一个实验输出的结果图:实验三的结果:第四个实验的结果:。
ANYSY实验报告
《有限元应用基础》实验报告班级:姓名:学号:学院:机械与动力工程学院专业:机械设计制造及其自动化指导老师:机械与动力工程学院2015年11月实验一ANSYS软件熟悉和前处理一、实验目的:熟悉ANSYS Workbench软件菜单、窗口等环境、软件分析功能及解题步骤。
二、实验设备:微机(P4配置),ANSYS Workbench软件(教学版),Windows XP操作系统。
三、实验内容:(一)、实验原理及实验步骤:(1)、功能介绍:1)、工具箱:Workbench工具箱组成如图1。
第一项分析系统,最常用。
第二项组件系统,就是构成分析系统的各个组成元素。
第三项耦合分析。
第四项设计探索,包括优化设计和可靠性设计。
·第一项分析系统:分析系统组成如图2。
包含四类:固体分析;流体分析;热分析;电磁场分析。
固体分析,有静力学分析和动力学分析。
静力学分析中,有两支。
第一支就是纯粹的静力学分析,static structural,以及static structural(samcef),分别用不同的求解器计算静力学问题。
动力学分析则范围广阔,包含modal模态分析,modal(samcef)模态分析,harmonic response谐响应分析,random vibriation随机振动分析,response spectrum响应谱分析。
这些分析之中,模态分析至关重要。
因为所谓的谐响应分析,随机振动分析,响应谱分析都以之为基础。
还有瞬态动力学分析,是当激励很快的改变时,要求结构的响应问题。
第二项组件系统:如图3。
组件系统包含了诸多单元模块,是构成前面分析系统的基础。
可以组装,也可以单独使用。
第三项耦合场分析:如图4。
·图 1 工具箱图2 分析系统图4 耦合场前两个是流固体耦合分析,分别是从CFX,FLUENT 到静力学分析的耦合;然后是预应力模态的分析,是先做静力学分析,得到应力后,再做模态分析;接着是随机振动分析,就是先做模态分析,再做随机振动分析;接着是响应谱分析,同样是先做模态分析,再做响应谱分析;最后是热应力问题,是先做热分析,得到温度后,把温度导入到结构场,再做应力分析。
ANSYS建模实验报告
《ANSYS 在采矿中的应用》实验报告书实验(二)ANSYS在采矿中的应用1 实验目的为了了解ANSYS在建模方面的应用,同时能在ANSYS里建立模型,并最终导入到flac3d中。
2 实验步骤Flac3d自带有很多建模的命令,如矩形、柱体等等,基本上能解决大部分采矿的建模问题,但是当遇到复杂地质条件时,flac3d的建模问题就显得比较短板,虽然能通过它自带的fish语言进行各种复杂建模,但是由于fish语言本身的入门门槛较高,加之要在几何运算的基础上进行编程,这样以来,单建模这一块就会耗费大量的时间精力。
而ANSYS强大的建模功能就很好的弥补了flac这一缺陷。
本次实验模拟的对象假设为倾斜煤层,模型大小为60m⨯50m ⨯45m,共分四层,从上到下第二层为煤层,倾角为14°。
模型应事先在稿纸上画好,方便后面的建模。
图1ANSYS中的建模过程:先确定若干个关键点(keypoint),然后通过关键点生成面【生成面的命令流:/PREP7 K,1,0,0,0 K,2,60,0,0 K,3,60,45,0 K,4,0,45,0 K,5,60,5,0 K,6,0,20,0 K,7,60,10,0 K,8,0,25,0 K,9,60,20,0 K,10,0,35,0 K,11,28.5,23,0 K,12,31.5,23,0 K,13,30,24.5,0 K,14,30,21.5,0 LSTR,1,2 LSTR,2,3 LSTR,3,4 LSTR,1,4 LSTR,5,6 LSTR,7,8 LSTR,9,10 A,3,4,10,9 A,7,8,10,9 A,5,6,8,7A,2,1,6,5 CYL4,30,23,1.5,0,1.5,360,0)】。
然后利用布尔操作运算构造出开挖的几何平面图形(如图1所示)。
本次实验设置的开挖对象为半径1.5m 的圆形巷道。
最后在图1的基础上生成初步模型,如图2所示。
ANSYS实验报告
重庆交通大学学生实验报告实验课程名称有限元基础开课实验室交通装备与制造工程实训中心学院机电与汽车工程学院年级2011专业班制造(1-2)学生姓名吕旦学号631124110105 开课时间2014 至2015 学年第一学期实验过程:)定义工作文件名和工作标题并显示工作平面。
a.定义工作文件名:执行Utility Menu>File>Change Jobname命令,弹出对话框输入”Gear 并选择[New log and error files]复选框,单击OK按钮。
b.定义工作标题:执行Utility Menu>File>Change Title命令,弹出对话框后chuandongdailun”,单击OK按钮。
)将对称后的线条生成面:执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>By Lines命令,选择所有的直线后单击OK得到如下所示的面。
)面成体:执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>Areas>About Axis。
先选择面,然后选择旋转轴线(轴线需要选择两个点),然后即可把得到的面绕轴旋转生成体。
)孔和键槽的生成:孔的生成:执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>V olumes>Cylinder>Solid Cylinder, 生成圆柱体;执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>subtract>V olumes进行体相减操作,生成键槽。
实验过程:)建立实体三维托架模型。
本实体由三维软件Pro/E制图做出,导入进ANSYS软件中。
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实验报告
引言概述:正文内容:大点一:ANSYS软件介绍1.ANSYS软件的背景和特点1.1ANSYS公司的历史和影响力1.2ANSYS软件的模块和功能2.ANSYS软件的安装和设置2.1安装步骤和要求2.2ANSYS的环境设置和优化3.ANSYS软件的界面和操作3.1ANSYS的用户界面和工作区域3.2ANSYS的常用工具和操作技巧大点二:ANSYS流体力学分析1.流体力学基础和原理1.1流体力学的定义和应用领域1.2流体力学方程和模型2.ANSYS流体力学分析的方法2.1流体网格的建立和划分2.2边界条件和求解器的设置3.ANSYS流体力学实验案例3.1空气动力学模拟实验3.2水流动分析实验大点三:ANSYS结构力学分析1.结构力学基础和原理1.1结构的定义和分类1.2结构力学方程和模型2.ANSYS结构力学分析的方法2.1结构的几何建模2.2边界条件和材料属性设置3.ANSYS结构力学实验案例3.1简支梁的应力分析3.2压力容器的变形分析大点四:ANSYS热传导分析1.热传导基础和原理1.1热传导的定义和描述1.2热传导方程和模型2.ANSYS热传导分析的方法2.1热传导模型的建立2.2边界条件和热源的设置3.ANSYS热传导实验案例3.1金属材料的热传导分析3.2电子设备的温度分布模拟大点五:ANSYS优化设计1.优化设计的基本概念和方法1.1优化设计的定义和分类1.2优化设计中的变量和目标函数2.ANSYS优化设计方法2.1ANSYS中的参数化建模技术2.2ANSYS中的优化算法和工具3.ANSYS优化设计案例3.1结构优化设计实验3.2流体优化设计实验总结:本文对ANSYS软件进行了全面的实验和分析,涵盖了流体力学分析、结构力学分析、热传导分析以及优化设计等领域。
通过实验案例的呈现和详细的解释,我们发现ANSYS软件在解决工程问题、优化设计和预测系统行为方面具有显著的优势。
希望本文能为读者提供一些关于ANSYS软件的基础知识和应用方法,并激发对工程领域中模拟和分析的兴趣。
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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有限元上机实验报告姓名柏小娜学号0901510401实验一一 已知条件简支梁如图所示,截面为矩形,高度h=200mm ,长度L=1000mm ,厚度t=10mm 。
上边承受均布载荷,集度q=1N/mm 2,材料的E=206GPa ,μ=0.29。
平面应力模型。
X 方向正应力的弹性力学理论解如下:)534()4(622223-+-=h y h y q y x L h q x σ二 实验目的和要求(1)在Ansys 软件中用有限元法探索整个梁上x σ,y σ的分布规律。
(2)计算下边中点正应力x σ的最大值;对单元网格逐步加密,把x σ的计算值与理论解对比,考察有限元解的收敛性。
(3)针对上述力学模型,对比三节点三角形平面单元和4节点四边形平面等参元的求解精度。
三 实验过程概述(1) 定义文件名(2) 根据要求建立模型:建立长度为1m ,外径为0.2m ,平行四边行区域 (3) 设置单元类型、属性及厚度,选择材料属性: (4) 离散几何模型,进行网格划分 (5) 施加位移约束 (6) 施加载荷(7) 提交计算求解及后处理 (8) 分析结果四 实验内容分析(1)根据计算得到应力云图,分析本简支梁模型应力分布情况和规律。
主要考察x σ和y σ,并分析有限元解与理论解的差异。
由图1看出沿X 方向的应力呈带状分布,大小由中间向上下底面递增,上下底面应力方向相反。
由图2看出应力大小是由两侧向中间递增的,得到X方向上最大应力就在下部中点,为0.1868 MPa 。
根据理论公式求的的最大应力值为0.1895MPa 。
由结果可知,有限元解与理论值非常接近。
由图3看出Y 的方向应力基本相等,应力主要分布在两侧节点处。
图 1 以矩形单元为有限元模型时计算得出的X 方向应力云图图 2 以矩形单元为有限元模型时计算得出的底线上各点x 方向应力图(2)对照理论解,对最大应力点的x σ应力收敛过程进行分析。
列出各次计算应力及其误差的表格,绘制误差-计算次数曲线,并进行分析说明。
答:在下边中点位置最大应力理论值为:MPa h y h y q y x L h q x1895.0)534()4(622223=-+-=σ网格尺寸(mm) 50 20 10 50.1297 0.1709 0.1815 0.1859 下边中点处应力(MPa)误差(%)33.7 9.8 4.2 1.9网格尺寸越小,越收敛,离散精度越高,离散值越接近于理论解图 3 以矩形单元为有限元模型时计算得出的Y方向应力云图(3)对三角形平面单元和四边形平面单元的精度进行对比分析。
由图4看出以三角形单元为有限元模型时计算得出的沿X 方向的应力分布规律与以矩形单元为有限元模型时得到的规律相同。
由图5看出应力大小是由两侧向中间递增的,得到X 方向上最大应力就在下部中点,为0.1297 MPa。
这与理论值相差很多,精度没有矩形单元高。
说明此例中以三角形单元来模拟是不合理的,没有矩形是不合理的。
图 4 以三角形单元为有限元模型时计算得出的X方向的应力云图图 5 以三角形单元为有限元模型时计算得出的底线上各点X 方向应力图五实验小结和体会对于网格划分,矩形单元比三角形单元更加接近理论求解结果。
而网格加密会使求解结果收敛于理论值,但是这也会加大计算机的计算量。
因此,对于比较复杂的模型,在进行有限元仿真模拟时既要考虑到计算结果的精确度,又要考虑到经济成本的合理性,这时选择一个合理的网格划分就显得十分重要了。
因此,在进行有限元仿真模拟时要选择合适的网格划分方法,划分合理的网格数量。
三节点三角形单元精度低,在单元内不能反映应力应变的变化,这一切是因为该单元只有三个节点,单元自由度少,单元位移模式只能是线性的,描述单元内位移变化的能力差;四节点矩形单元采用了双线性位移模式,应力基本上沿坐标轴呈线性变化,因而精度比三节点三角形单元高;也清楚地了解到有限元解题的有效性与局限性;弹性力学有限元法的基本思想:将连续体分割为有限个、且按一定方式向和连接在一起的小单元的组合体,用该离散结构近似代替原来的连续体,如果合理地求出各小单元的力学特性,就可以求出单元组合体的力学特性,从而在给定的载荷和约束条件下求出各节点的位移,进而求出各单元的应力;有限元法是一种求解连续介质、连续场力学和物理问题的数值方法,是工程分析和科学研究的重要工具;必须是对连续地介质等,因而也存在局限性。
实验二一 已知条件一个正方形板,边长L = 1000mm ,中心有一小孔,半径R = 100mm ,左右边受均布拉伸载荷,面力集度q = 25MPa ,如图3.2.1所示。
材料是206E GPa =,0.3μ=,为平面应力模型。
当边长L 为无限大时,x = 0截面上理论解为:)32(2|44220rR r R q x x ++==σ其中R 为圆孔半径,r 为截面上一点距圆心的距离。
x = 0截面上孔边(R r =)应力q x 3=σ。
所以理论应力集中系数为3.0。
二 实验目的和要求用四边形单元分析x = 0截面上x σ应力的分布规律和最大值,计算孔边应力集中系数,并与理论解对比。
利用对称性条件,取板的四分之一进行有限元建模。
三 实验过程概述(1) 定义文件名(2) 根据要求建立模型:这是一个关于X 方向和Y 方向对称的模型,只需建立四分之一模型进行分析。
(3) 设置单元类型、厚度及属性,设置材料属性 (4) 离散几何模型,进行网格划分 (5) 施加位移约束q(6)施加载荷(7)提交计算求解及后处理(8)分析结果四实验内容分析应力分布规律。
(1)描述模型全局x由图1和图3看出模型弧形区域X向应力有集中现象。
远离圆孔处的X向应力基本相同。
X向应力从应力集中处向正常应力出呈递减的规律。
图 6X方向应图 7 y轴上个点X的应力图在圆弧周围细化网格后:图 8 X方向应力云图图 9 y轴上个点X的应力图(2)根据记录的左边界孔边应力,计算应力集中系数,分析误差来源。
由图2看出,在圆弧最高点的X向应力最大,为80.9MPa,应力集中系数K1=80.9/25=3.236。
由图4看出,在圆弧最高点的X向应力最大,为84.0MPa,应力集中系数K2=84.0/25=3.36。
圆孔处有应力集中,采用均匀划分网格的方法,未将应力集中考虑在内。
五实验小结和体会可以在关键区域细分网格,而在其他区域则可以用较大的网格,细分后的模型的加载和约束方法和原先是一样的,但结果更加准确。
在对结果精度要求较高的仿真计算中,为减小误差,可使用细分网格的方法。
实验三一已知条件如图所示,一个外径为0.5m,内径为0.2m,高度为0.4m的圆筒,圆筒的外壁施加100MPa的压强,圆筒的内部约束全部的自由度,材料参数是密度μ=。
E GPa206=、0.3二实验目的和要求使用平面单元,依照轴对称的原理建模分析。
三实验过程概述(1)定义文件名(2)根据要求建立模型:使用平面单元,依照轴对称原理建模。
(3)设置单元类型及属性,设置材料属性(4)离散几何模型,进行网格划分(5)施加位移约束(6)施加载荷(7)提交计算求解及后处理(8)分析结果四实验内容分析(1)了解在使用平面对称单元所需要注意的事情。
位移约束要对称,外部载荷施加要对称。
(2)了解圆筒在做匀速转动的时候其内部应力和位移的分布。
由图1看出,位移值沿直径方向递增。
沿轴线方向先减小后增大,且关于中性层对称。
由图2看出,应力在圆环处有应力集中现象,在上表面和下表面应力值沿直径方向逐渐减小,在中性层沿直径方向逐渐增大。
沿轴向方向应力值先减小到零再增大到最大值,且关于中性层对称图10 位移云图图11 应力云图五实验小结和体会1.圆筒各截面上应力情况应相同的,故可取任意截面进行分析;2.当圆筒旋转起来后,其内部应力和位移的分步均匀;3. 对于该轴对称单元,可取1/4单元进行研究,结果应该相同。
4. 建模时应注意矩形平面对称轴只能是Y轴,X坐标必须为正。
实验四一已知条件如图所示,这个模型由一个立方体和一个圆柱体组成,上面是长3m宽2米的,厚0.4m的立方体,下面是直径1.6m,高度0.6m的圆柱体,立方体和圆柱μ=。
现在立方体的上表面施加体是一个整体,材料参数都是206E GPa=,0.3250MPa的均布压强,圆柱体的下表面约束所有自由度。
二实验目的和要求尝试分析三维单元的应力应变的情况,要求用ANSYS软件建立相应的实体模型和有限元离散模型,同时说明所采用的单元的种类。
三实验过程概述(1)定义文件名(2)根据要求建立模型:这是一个关于X方向和Y方向对称的模型,只需建立四分之一模型进行分析。
建模要首先建立一个四分之一圆柱体和一个块体,然后把这两个几何体叠加形成新的几何体(3)设置单元类型及属性,选择材料属性(4)离散几何模型,进行网格划分(5)施加位移约束(6)施加载荷(7)提交计算求解及后处理(8)分析结果四实验内容分析(1)了解如何使用三维立体单元。
在建模时要选择Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cylinder/By Dimensions。
(2)了解在立体单元在受到载荷的时候它所可能出现的应力集中现象并判断它可能出现的位置。
由图2看出,在圆柱体和长方体结合处出现了应力集中现象。
因为此处没有尺寸过渡,而应力集中现象会出现在尺寸突然变化的地方。
图 12 位移云图图 13 应力云图五实验小结和体会建模过程要注意两几何体的连接,两几何体共面或有重合部分不表示它们已形成一个整体,一定要是二者生成一个新的几何整体,否则计算中会出错。
当一个模型中包含多个部件时,在部件与部件接触的地方要定义约束。
对于实际问题,可能要消除应力集中的现象,在建模时要注意应用圆弧过渡以减小应力集中的影响。
实验五一已知条件如图所示是一个方台的模型,台面是边长为1m的正方形,厚度是0.1m,四个支柱是高度为0.6m,横截面是边长为0.04m的正方形,台面和支柱的材料参μ=,现在台面上向下施加10MPa的均布压强,支柱的数都是206=,0.3E GPa下面的点施加所有自由度的约束。
二实验目的和要求学会使用梁单元和板壳单元,同时掌握不同类型单元如何在一起使用,要求用ANSYS软件建立相应的实体模型和有限元离散模型,同时说明所采用的单元的种类。
三实验过程概述(1)定义文件名(2)根据要求建立模型:通过关键点建模,建立四个梁结构和一个板壳结构(3)设置单元类型及属性,设置材料属性(4)离散几何模型,进行网格划分(5)施加位移约束(6)施加载荷(7)提交计算求解及后处理(8)分析结果四实验内容分析(1)了解如何使用梁单元和板壳单元。
对于板壳单元,要定义它的厚度。
对于梁单元要定义它的截面形状。