ANSYS考试练习

现代设计方法课程设计题目

1、梁的有限元建模与变形分析

计算分析模型如图所示

梁承受均布载荷：1.0e5 Pa

梁截面分别采用以下三种截面（单位：m ）：

矩形截面： 圆截面： 工字形截面：

B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2,

t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007

2、坝体的有限元建模与应力应变分析

选用Plane82单元分析如图所描述的水坝受力情况，设坝体材料的平均密度为2g/cm 3，考虑自重影响，材料弹性模量为E=700Mpa, 泊松比为0.3。按水坝设计规范，在坝体底部不能出现拉应力。分析坝底的受力情况，是否符合要求。

(给斜边施加x 方向的分布载荷：载荷函数：

1000*{X})

R 1承受内压：1.0e 8 P a

第2题 第3题

3、受均匀内压作用的球体的有限元建模与分析

如图所示的空心圆球，R1=0.3m ，R2=0.5m ，受到P=100Mpa 的内压作用，材料的弹性模量为

Mpa E 5

101.2⨯=，泊松比为0.3。求空心圆球的受力后的径向位移并分析计算精度，要求将计算结果与

解析解进行比较，选则一个与解析解最接近的网格方案。

空心圆球受内压作用后径向位移的解析解为：⎥⎥⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-++=P R R r R E r u r 11212)1(313

2

3

32μ

μμ 4、带孔薄板应力分析

厚度为0.01m ，边长为0.16m x 0.16m 正方形板，在其中心开有直径为0.01m 的孔，板在y 方向受有0.1MPa 的压力，设E ＝0.1MPa ，μ=0.1。分析板中的应力。 5、人字形屋架的静力分析

跨度8m 的人字形屋架，左边端点是固定铰链支座，右端是滑动铰链支座。在上面的3个节点上作用有3个向下集中力P=1kN ，结构的几何尺寸和边界条件如图所示，杆的横截面积为0.01m 2，E=207GPa ，

试利用二维杆单元分析该屋架在3个集中力作用下的变形和内力。

第5题第6题

6、超静定拉压杆的反力计算

在两个相距L=lm刚性面之间有一根等截面杆，杆件材料的弹性模量为E=210GPa，杆的横截面积为1m2，在距离上端a=0.3m和0.6m截面位置处分别为受到沿杆件轴向的两个集中力F l=1000N和F2=500N(如图)，试利用二维杆单元确定两个刚性面对杆件的支反力R1和R。

7、悬臂梁的有限元建模与变形分析

考虑悬臂梁如图，求x=L变形量。已知条件：E=200E9；截面参数：t=0.01m, w=0.03m, A=3E-4,I=2.5E-9；几何参数：L=4m, a=2m, b=2m；边界外力F=2N,q=0.05N/m.

8、受两端压力带孔薄板有限元分析

如图所示，E=30e6,两端压力100，中心孔内线压分布力500向外。中心孔直径为5。板厚为1。

9、平面桁架有限元分析

分析如图所示桁架结构节点变形、单元应力、底座的反力。

A＝6.25e-3m2，E=200 GPa

第9题第10题第11题

10、立体桁架有限元分析

分析如图所示桁架结构节点变形、单元应力、底座的反力。A＝1.56e-3m2，E=75 GPa

11、平面刚架结构有限元分析

如图所示平面梁单元结构，A=5.5e-3m2，R＝5.5e-2m，I zz=1.6638e-5，E=210 Gpa，μ=0.3，H=0.1357 要求：施加载荷点处的变形，结构的最大应力，

12、3D梁结构分析—自行车架

自行车车架由铝合金管构成，管外径为25mm，管壁厚为2mm，E=75 Gpa，μ=0.3，

边界条件：在点3、4、6、7、8处x, y, z三方向固定

载荷：在2点处施加600N垂直向下力，同样在1点施加200N力。

要求：节点位移，结构最大应力

13、采用平面应力问题分析钢支架强度

钢架厚度为3.125 mm，E=200 GPa

钢架左边固定，顶面施加载荷为2625 N/m，

要求：最大变形，最大应力及von Mises stress

2

3

4

5

1

7

8

6

第13题第14题

14、3D结构分析

材料：钢，E=200 GPa

边界条件：结构被固定在两个孔的内表面。在伸出的梁上施加载荷为1000 N/cm2

要求：最大变形，最大应力及von Mises stress

15、桁架分析

分析如图所示桁架结构节点变形、单元应力、支撑点的反力。A＝6.25e-3m2，E=200 Gpa

边界条件：在结构的底部右角和顶部左角沿X、Y方向固定

载荷：在结构的底部左角施加载荷为6000N和顶部右角施加载荷为－6000N （沿X方向）

第15题第16题

16、钢架强度的有限元分析

几何尺寸如图所示，厚为3.125 mm，材料为钢结构。钢架固定在两个小孔内表面，2000N载荷作用在大孔的中心。要求：最大变形及应力分布。

17、平面三角形板的变形与应力分析

等腰三角形板，高为0.06m，底边长为0.06m，板厚0.01m，E=0.1MPa，μ=0.25，P=0.1KN。求三角形的变形及应力分布。要求：按图示进行网格划分。

第17题第18题

18、利用ansys计算平面桁架各节点位移和各杆内力、约束端反力。

E=2x106kg/m2，A=10-3m2，L=1m，P=100kg。

19、L形薄板零件应力分析

b=2a=1.2m，t=0.01m，P=1000kg，E=2x1010kg/m2，μ=0.3。

第19题第20题

20、L形钢支架应力分析

如图所示支架，在上表面受到2N/mm2均匀载荷作用，支架在两个孔表面处固定，分析支架的受力情况。

21、六角板手在扭曲载荷作用下应力分析

一个六角板手(截面高度10mm)，几何和材料特性：截面高度＝10mm；形状＝六角形；长度＝7.5cm；把手长度＝20cm；弯曲半径＝1cm；弹性模量＝2.07x10e11Pa；扭曲荷载＝100 N。分析板手在这种荷载作用下的应力分布。

第21题第22题第23题

22、六角板手在向下载荷作用下应力分析