【优秀毕设】工程力学课程设计报告

《工程力学课程设计》课程报告

任课教师：xxx

学生姓名：***

学号:000000

时间：2014-7-10

目录

一.问题描述与分析 (1)

二. ANSYS操作过程与方法 (1)

1. 建立模型包括确定作业名和标题 (1)

2. 定义单元类型 (2)

3. 定义材料属性 (2)

4. 创建几何模型、划分网格 (3)

5. 建立接触对 (3)

6. 加载求解 (4)

7. 查看求解结果 (6)

三.有限元分析结果 (7)

1. 加载情况下的应力应变 (7)

2. 卸载情况下的应力应变 (8)

四. 小结 (8)

五．课程体会 (8)

一.问题描述与分析

如图1所示，一个刚性压头以一定压力压入一块圆板，该问题为一典型赫兹接触问题，用力控制加载，具有大塑性变形。圆板材质为铜，弹性模量E=1.6E6 Pa, 泊松比 μ=0.33，应力应变曲线如图2所示，曲线上各点对应的数值见表1，加载最大压力为3.5x106 N/m2。

表1 铜的应力-应变关系

由于研究对象为轴对称结构，为简化计算采用平面模型。采用刚柔接触模式，压头为刚性体，铜板为柔性体，载荷通过刚体的控制节点分多步加载，而后卸载，考察铜板在压头压入后的接触应力和塑性形变，以及卸载后的残余应力和形变。

二. ANSYS 操作过程与方法

1. 建立模型包括确定作业名和标题

GUI 路径：Utility Menu >File>Change Jobname ， 打开“Change Jobname ”对话框，如图2所示，在“Enter new jobname ”文本框中输入“contact ”,单击OK 按钮，完成文件名的修改；GUI 路径：Utility Menu>File>Change Title ，打开“Change Title ”对话框，在文本框中输入“CONTACT STRESS ANALYSIS ”如图4所示，单击OK 按钮，作为标题名。

图3 修改文件名图 4 修改标题名

2. 定义单元类型

铜板模型选用八节点四边形板单元PLANE182，接触对单元选用TARGET169和CONTACT171

（1）GUI路径：Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，打开“Element Types”对话框，单击Add按钮，打开“Library of Element Types”，如图4，在左边的列表框中选择“Solid”选择，选择实例单元类型，在右边的列表框中“8node 182”选项，选择八节点四边形板单元PLANE182。

图 5 定义单元类型

（2）通过类似操作添加单元TARGET169和CONTACT171

3. 定义材料属性

（1）GUI路径：Main Menu>Preprocessor>Mater Props>Materia Model命令，打开“Define Material Model behavior”窗口，如图5所示。

（2）依次双击“Structural>Linear>Elastic>Isotropic”，展开材料属性的树形结构。将打开的1号材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框，在“EX”文本框中输入弹性模量16E6，在“PRXY”文本框中输入泊松比0.33，在“MU”文本框中输入摩擦系数0.3，单击X按钮。

（3）依次双击“Structural>Nonlinear>Elastic>Multilinear Elastic”，在表格中依次输入表1中的应力-应变值，在单击X按钮，退出定义材料模型属性窗口，完成对材料模型属性的