基于ANSYS的有限元分析

有限元大作业

基于ansys的有限元分析

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ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo,NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD 等。是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。目前，中国100多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。

2D Bracket

问题描述:

We will model the bracket as a solid 8 node plane stress element.

1.Geometry: The thickness of the bracket is 3.125 mm

2.Material: steel with modulus of elasticity E=200 GPa.

3.Boundary conditions: The bracket is fixed at its left edge.

4.Loading: The bracket is loaded uniformly along its top surface. The load is 2625

N/m.

5.Objective: a.Plot deformed shape

b.Determine the principal stress and the von Mises stress. (Use the stress plots to determine these)

c.Remodel the bracket without the fillet at the corner or change the fillet radius to 0.012 and 0.006m, and see how

d.principal stress and von Mises stress chang

e.

一，建立模型

1设置工作平面

在ansys主菜单里找到workplane>wp settings,输入如下参数。

2建立关键点如图

3连接各点组成下图所示的线段

4上述6条线段组成封闭的面

5作出如图所示的倒角，半径为0.025m。

6画出两圆位置如图，将各组成面进行布尔和组成一个面。

7修改工作平面尺寸，画出图示两小圆，与大平面进行布尔差

二，设置材料属性

材料性质为线弹性，杨氏模量为200GPa，泊松比为0.3。

三，设置网格单元属性并划分网格

1选择单元类型为8节点应力单元

2设置平面应力单元厚度为0.3125m。

3设置单元大小

在平板外围轮廓线上设置为长度0.0125m，在两空孔内部曲线上设置为长度0.001m。

4划分网格

四，载荷与边界条件

1将平板左边完全固定

2在平板上部施加压力载荷，大小为2625N/m。

五，计算与后处理

1新建分析文件，设置为静态。

2后处理

位移云图

Mises 应力云图 第一主应力云图

第二主应力云图 第三主应力云图 1由mises 应力云图可以看出在圆角处和上表面最左端应力最大。 2由主应力云图可以看出结构上最大压应力大于拉应力，倒角区域的压应力是破坏结构的主要因素。

3由变形云图可知平板最右端位移最大。

六，修改倒角半径

R=0.012m时应力云图和变形云图

变形云图

Mises应力云图

主应力云图

R=0.006m时应力云图和变形云图

变形云图

Mises应力云图

主应力云图

对比分析可以发现，圆角半径越小，圆角处的应力越大，应力集中越明显，结构所能承受的载荷越小。

3D Solid

问题描述：

Material: steel with modulus of elasticity E=200 GPa.

Boundary conditions: The object is fixed around the inner surface of the hole. Loading: The object is loaded uniformly (1000 N/cm2) along the top surface of the extended beam.

Objective:

To plot deformed shape.

To determine the principal stress and the von Mises stress. (Use the stress plots to determine these. Do not print the stress list)

What is the maximum load the object can take. Clearly mention the yield stress that you have assumed for steel. Also assume factor of safety of 1.25.

一，建立模型