重庆大学有限单元法实验报告

重庆大学

学生实验报告

实验课程名称有限单元法及应用

开课实验室重庆大学中心实验室

学院材料学院年级2011级专业班级材控一班学生姓名吴松学号********

开课时间2013 至2014 学年第一学期

材料科学与工程学院制

《I-DEAS软件初步--3D实体建模》实验报告

元。

（2）后处理程序：后处理程序的功能是对用户在前处理程序中指明需要输出的计算结果进一步处理和图形显示。主要计算结果中通常需要处理的物理量是位移（矢量或各个分量）、应力（等效应力或各个分量）和温度等。为了清晰地观察变形图和未变形图对比的显示结果，变形图可以由用户给出放大倍数。

题目要求：

1．创建一个棱柱形零件的3D实体模型，如图1所示。

图1 棱柱形零件

2．有限元模拟分析入门练习题1。创建有限元模型，如图2所示。创建边界条件集，划分模型网格，求解模型和显示求解结果。

三、使用仪器、材料

计算机

I-DEAS软件

四、实验步骤

（一）对I-DEAS软件进行初步学习

学习软件界面的不同分区，包含图形区、执行命令输出信息区、提示区和功能按钮区。

学习软件的不同模块，主要学习设计和模拟分析模块可以实现的基本功能。

（二）学习CAD的基本知识和3D建模的基本步骤，为CAE分析做好模型准备

（三）有限元分析的一般格式：

对结构体进行离散化，选择恰当的单元和适当的单元尺寸划分结构网格；

定义形函数N，进而通过单元节点量描述单元域内连续的变量；

形成单元矩阵，建立单元与外界环境的平衡关系；

集成，将覆盖结构全域的所有单元的刚度矩阵和节点外力对平衡的贡献集成，建立整体结构的平衡方程；

求解平衡方程，求解已知位移的节点反作用力和未知的节点位移；

回代，根据计算出的节点变量，代入第二步的表达式中，获得单元应变、应力或热流等量。（四）用I-DEAS软件进行结构有限元分析的步骤：

运用软件的设计模块构建所分析结构体的3D实体模型，为结构FEM做准备；

前处理部分：

* 划分网格,确定单元类型和单元的结构尺寸；

* 构建边界条件集，包含载荷集、约束集、接触集和温度分布等内容；

* 确定求解类型，是线性静态问题、非线性静态或动态问题等。

模型求解；

后处理部分：显示求解结果，分析结构的位移、应力和应变分布云图。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)

1．创建一个棱柱形零件的3D实体模型，如图1所示。操作过程截图如下：

2．有限元模拟分析入门练习题1。创建有限元模型，如图2所示。创建边界条件集，划分模型网格，求解模型和显示求解结果。

1）、模型构建

2）、施加载荷和进行单元网格划分

3）、计算结果