adina结构有限元详细精彩实例
辽宁工程技术大学研究生考试试卷
考试时间：2013 年4月11日
考试科目：工程仿真分析
考生姓名：韩志强
评卷人：张淑坤
考试分数：
一、ADINA概述
ADINA出现于1975年，是全球最流行的有限元分析软件之一。一方面由于其强大功能，被工程界、科学研究、教育等众多用户广泛应用；另一方面由于其源代码Public Domain Code，其后出现的很多知名有限元程序都来源于ADINA 的基础代码。到ADINA84版本时已经具备基本功能框架，ADINA公司成立的目标是使其产品ADINA-大型商业有限元求解软件，专注求解结构、流体、流体与结构耦合等复杂非线性问题，并力求程序的求解能力、可靠性、求解效率全球领先。经过30多年的持续发展，ADINA已经成为近年来发展最快的有限元软件之一及全球最重要的非线性求解软件之一，被广泛应用于各个行业的工程仿真分析，包括机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源、科学研究及大专院校等各个领域。
二、问题描述
如下图所示受顶部集中荷载的线弹性实体圆柱，利用ADINA有限元工程仿真软件进行模拟分析，绘出应力云图及变形图，再利用ANSYS软件对结果进行比较分析。
μ=0.29。
材料性质：弹性模量E=2.07×1011N/m2；泊松比
集中荷载：P=5000N。
其几何尺寸如下图：（单位：m）
P
预处理
三、ADINA预处理
1、设置初始数据
设置初始数据
题目名称：选Control-Heading，输入标题“hanzhiqiang”，然后单击OK。
自由度：选Control-Degrees of Freedom，X-Rotation，Y-Rotation和Z-Rotation
选项为不选，单击OK。
2、几何建模几何建模
定义点：单击Define Points 图标
，并把以下信息输入到表中，然后单击
OK 。
Point# X1 X2 X3 1
定义线：单击Define Lines 图标，增加线1，把Type 设置成Extruded ，Initial
Point 设置成1，the components of the Vector 设置成0.05，0.0，0.0，然后单击OK 。
定义曲面：单击Define Surfaces 图标，增加曲面1，把Type 设置成
Revolved ，Initial Line 设置成1，the Angle of Rotation 设置成360，the Axis 设置成Y ，Check Coincidence 按钮为不选，然后单击OK 。
定义体
：单击Define V olumes 图标，增加体1，把Type 设置成Extruded ，
the Initial Surface 设置成1，the components of the Vector 设置成0.0，1.0，0.0，Check Coincidence 按钮为不选，然后单击OK 。
各步操作主要图形窗口如下列图所示：
施加边界条件
3、施加边界条件
单击Apply Fixity 图标，把“Apply to”区域设置成Surfaces，在表的第一行第一列输入1，然后单击OK。单击Boundary Plot 图标显示边界条件。
定义和施加荷载
4、定义和施加荷载
单击Apply Load 图标，把Load Type设置成Force，单击Load Number 区域右侧的Define...按钮。在Define Concentrated Force 对话框中增加force 1，把Magnitude设置成1000，把Direction设置成(-1.0，0.0，0.0) ，单击OK。在Apply Load 对话框中表的第一行中，把Site # 设置成6，然后单击OK关闭Apply Load 对话框。单击Load Plot 图标，图形窗口如下图所示：
定义材料参数
5、定义材料
参数
参数
单击Manage Materials 图标，再单击Elastic Isotropic按钮。在Define Isotropic Linear Elastic Material对话框中，增加材料1，把Young’s Modulus设置为2.07E11，把Poisson’s ratio 设置为0.29 ，然后单击OK。单击Close按钮关闭Manage Material Definitions对话框。
网格划分生成有限元模型
6、网格划分
生成有限元模型
生成有限元模型
单元组：单击Define Element Groups图标，增加组号1, 把Type设置为3-D Solid ，然后单击OK。
网格划分：划分网格时，在体的u ，v 和w方向指定划分的份数。其中，u方向指的是切线方向，v 方向指的是轴线方向，w方向指的是半径方向。单击Subdivide V olumes 图标，把在u、v和w方向的Number of Subdivisions 分别指定为8、5和2，然后单击OK。
生成网格单元模型：单击Mesh V olumes图标，在表的第一行输入1，然后单击OK。图形窗口如下图所示：
四、ADINA 后处理后处理及及结果结果比较分析比较分析比较分析
首先单击Save
，把数据库保存到文件hanzhiqiang 中。生成ADINA 数据
文件并运行ADINA ，单击Data File/Solution
图标
，把文件名设置成
hanzhiqiang ，单击Save 保存结果文件。进入ADINA 后处理模式，单击
Open ，
打开结果文件hanzhiqiang.por 。
应力云图及应力结果比较分析：单击Create Band Plot 图标
，把Band Plot
Variable 设置成 (Stress: STRESS-YY) ，单击OK 。
图形窗口如下图所示：
注：固定端附近的云图不连续，或有“跳跃”现象。可以对云图作平滑操作。单击Smooth Plots 图标
即可。
利用ANSYS 建模分析，其位移图如下所示，沿Z 轴方向正应力的分布以及最大应力的位置与ADINA 分析一致，数值基本吻合。其中误差可能来源于网格划分方式的不同。
在ADINA 后处理模式中，在应力结果列表中将最大应力点处对应的沿y 轴
方向的各节点的应力值分别提取出来，利用Excel 将各节点处的应力值绘成如下
折线图：
节点应力值
2.1 5.27.314.2
17.1
23.7
26.8
32.9
37.3
39.5
51.8
102030405060110
387
118
395
126
403134
411
142
419
150
节点号
应力值（10^6M P a ）
应力值
各节点对应的应力值曲线形状与理论分析一致，将其数值与手算结果比较非常接近，可见其计算结果是应该是准确的。
变形图及变形结果比较分析：单击，查看变形图如下：
利用ANSYS 建模分析，其位移图如下，位移的分布以及最大位移的位置及数值与ADINA 分析吻合，其中微小误差可能来源于网格划分方式的不同。由此可见，其计算分析结果是应该是准确的
《结构分析中的有限元法》2015-有限元习题-参考答案
本科有限元习题参考答案
2015年3月10日作业 1、简述力学课程中介绍的各种力学模型的简化条件、基本假设和适用范围（包括有拉压杆模型、弯曲梁模型、平面应力和平面应变模型、轴对称模型、板模型、壳模型等） 2、给出弹性力学问题中平衡方程、几何方程、物理方程的表达式及其意义。 （1）平衡方程：
zy yz xz zx yx xy z yz xz z y xy zy y x zx yx x f y x z f x z y f z y x ττττττττσττσττσ====+??+??+??=+??+??+??=+??+??+??,000， 物理意义：应力分量与体力分量之间的关系。 （2）几何方程： z u x w y w z v x v y u z w y v x u zx yz xy z y x ??+??=??+??=??+??=??=??=??=γγγεεε,,,, 物理意义：应变分量与位移分量之间的关系。 （3）物理方程： [] [] [] zx zx yz yz xy xy y x z z z x y y z y x x G G G E E E τγτγτγσσμσεσσμσεσσμσε1,1,1) (1 ) (1 )(1 ===+-=+-=+-= 物理意义：应变分量与应力分量之间的关系。 3、简述最小势能原理的主要内容和主要公式。 根据虚功原理得到：??=-Γ T Ω T T 0Td Γδu d Ω）F δu -σδε（，由 )(21εδσεδδεU T T =?? ? ??=则0)21((=Γ-Ω-=∏??ΩΓ）Td u d F u T T T p σεδδ 其中，??ΩΓ Γ-Ω-=∏Td u d F u T T T p )21 (σε即为系统的总势能，它是弹性体变 形势能和外力势能之和。上面变分为零式表明：在所有区域内满足几何关系，在边界上满足给定位移条件的可能位移中，真实位移使系统的总势能取驻值(可证
第9章 桁架和梁的有限元分析
第9章桁架和梁的有限元分析 第1节基本知识 一、桁架和梁的有限元分析概要 1．桁架杆系的有限元分析概要 桁架杆系系统的有限元分析问题是工程中最常见的结构形式之一，常用在建筑的屋顶、机械的机架及各类空间网架结构等多种场合。 桁架结构的特点是，所有杆件仅承受轴向力，所有载荷集中作用于节点上。由于桁架结构具有自然离散的特点，因此可以将其每一根杆件视为一个单元，各杆件之间的交点视为一个节点。 2．梁的有限元分析概要 梁的有限元分析问题也是是工程中最常见的结构形式之一，常用在建筑、机械、汽车、工程机械、冶金等多种场合。 梁结构的特点是，梁的横截面均一致，可承受轴向、切向、弯矩等载荷。根据梁的特点，等截面的梁在进行有限元分析时，需要定义梁的截面形状和尺寸，用创建的直线代替梁，在划分网格结束后，可以显示其实际形状。 二、桁架和梁的常用单元 桁架和梁常用的单元类型和用途见表９-1。 通过对桁架和梁进行有限元分析，可得到其在各个方向的位移、应力并可得到应力、位
移动画等结果。 第2节桁架的有限元分析实例 一、案例1——2D桁架的有限元分析 图9-1 人字形屋架的示意图 问题 人字形屋架的几何尺寸如图9-1所示。杆件截面尺寸为0.01m2，试进行静力分析，对人字形屋架进行静力分析，给出变形图和各点的位移及轴向力、轴力图。 条件 人字形屋架两端固定，弹性模量为2.0×1011 N/m2，泊松比为0.3。 解题过程 制定分析方案。材料弹性材料，结构静力分析，属2D桁架的静力分析问题，选用Link1单元。建立坐标系及各节点定义如图9-1所示，边界条件为1点和5点固定，6、7、8点各受1000 N的力作用。 1．ANSYS分析开始准备工作 （1）清空数据库并开始一个新的分析选取Utility>Menu>File>Clear & Start New，弹出Clears database and Start New对话框，单击OK按钮，弹出Verify对话框，单击OK按钮完成清空数据库。 （2）指定新的工作文件名指定工作文件名。选取Utility>Menu> File>Change Jobname，弹出Change Jobname对话框，在Enter New Jobname项输入工作文件名，本例中输入的工作文件名为“2D-spar”，单击OK按钮完成工作文件名的定义。 （3）指定新的标题指定分析标题。选取Utility>Menu>File>Change Title，弹出Change Title对话框，在Enter New Title项输入标题名，本例中输入“2D-spar problem”为标题名，然
ADINA软件在土石坝渗流场计算中的应用
第22卷 第1期2006年3月 西北水力发电 JOURNAL OF NORTH W EST HYD ROEL ECTR I C POW ER V o l.22 N o.1 M ar.2006 文章编号:167124768(2006)0120039204 AD INA软件在土石坝渗流场计算中的应用 熊 政,何蕴龙,韩 健 (武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072) 摘 要:根据基本方程及定解条件的比较分析,将AD I NA软件的温度场模块分析功能应用于渗流场的分析,并采用死活单元技术,通过迭代算法计算自由水面位置(浸润线),解决了实际工程观音岩心墙土石坝渗流稳定问题的求解。该方法可以解决复杂边界、多种介质的渗流问题,为实际工程设计应用提供强有力的途径。 关键词:土石坝;有限元;AD I NA软件;温度场;渗流场;死活单元;浸润线 中图分类号:TV641文献标识码:B 1 前言 渗流是土石坝的一个重要研究课题。土石坝的渗流属于地下水流的性质,其流动性态及对土石坝的破坏现象和过程,不易从表面发现,而在发现问题以后往往又难以补救。根据土石坝破坏的一些调查统计资料看,由渗流引起的破坏占相当高的比例。由此可见,渗流会对土坝稳定产生严重的危害。实际工程中,渗流边界条件非常复杂,介质也不单一,采用通常水力学近似解法难以得到满意结果。随着有限元技术的成熟,有限元法成为渗流分析的主要数值方法,对渗流场已经可以达到比较精确的模拟了。AD I NA软件是美国AD I NA R&D公司的产品,是基于有限元技术的大型通用分析仿真平台,其广泛应用到各个行业领域,具有强大的前、后处理功能和求解器。在AD I NA软件的温度场计算模块中,定义有渗流材料,具有专门的渗流场模拟计算功能,能得出令人满意的结果。 2 计算原理 AD I NA理论手册给出温度场的控制分析方程为: 5 5x k x 5Η 5x+ 5 5y k y 5Η 5y+ 5 5z k z 5Η 5z+q B=0 (1)边界条件满足: Η S1=Η(2) k n 5Η 5n S2=q S(3)式中 Η——温度; k x、k y、k z——为介质三向热传导率; q B——域内热源密度(即单位体积热生成 率); S1、S2——两类已知边界条件(已知边界温 度和已知边界热源密度); q S——边界热源密度。 若以渗透总水头H代替式中的Η,三向渗透系数K x、K y、K z代替k x、k y、k z,q0代替q S,同时q B 取为零,则上式变成: 5 5x K x 5H 5x+ 5 5y K y 5H 5y+ 5 5z K z 5H 5z=0 (4) 收稿日期:2005210224 作者简介:熊政(19802),男,湖北广水人,武汉大学在读硕士生。
基于midas的张弦梁结构有限元分析
基于MIDAS的张弦梁结构有限元分析 基于MIDAS的张弦梁结构有限元分析 摘要：本文结合某社区游泳馆屋盖的张弦直梁的选型进行了分析。运用有限元软件MIDAS分别从张弦梁的高跨比以及撑杆个数与下弦预拉力的关系，分析自振模态与撑杆数目的关系，从而综合各个指标对梁结构进行了优化设计。 关键词：张弦梁，梁截面高度，撑杆数量，自振频率 Abstract: In this paper, the selection of a straight beam-string in a community swimming pool has been studied using FEM software MIDAS. The height-span ratio and the relationship between pole number and the pre-tension as well as self-vibration modes is research based on FEM method. Based on the result, the design of the structure is optimized. Key words: string beam, beam section height, pole number, self-vibration frequency 中图分类号：TB482.2 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012） 1 引言 某社区游泳馆的跨度为20.8m，原方案的屋盖为H型钢梁为主承重构件，次梁也为H型钢，屋面板为压型钢板为衬板的组合屋面板。由于跨度和空间的局限，原方案采用了较为传统的屋架梁作为主承重构件，为满足结构的应力和挠度要求，选择截面高度为1.6m。相对来说占据了较大的游泳馆的使用净空，而且从观感来说整个结构会欠缺轻盈。为此，本文提出一种较为新型的梁形式，张弦梁结构。由于该工程跨度较小，在原方案的基础上，上弦依然采用H型钢梁，增加了下弦的高强张拉索，所以降低了整个梁截面的高度和上弦梁H型钢梁的截面厚度。 2 张弦梁概念 张弦结构体系中最早出现的是张弦梁结构，它是由梁、柔性下杆、撑杆三类构件组成[1]，属于刚柔并济的结构形式。当张拉下弦的高
结构分析及有限元分析基础知识
第一章结构分析及有限元分析基础知识 注：摘自《NX知识工程应用技术——CAD/CAE篇》 洪如瑾编译 清华大学出版社 [目标] 本章将简述结构分析及有限元分析的基础知识，为学习与应用结构分析做好准备，包括： ※ 结构与结构分析定义 ※ 结构的线性静态分析 ※ 材料行为与故障 ※ 有限元分析的基本概念 ※ 有限元模型 1.1结构分析基础知识 1.1.1结构基本概念 1.结构定义 结构可以定义为一个正承受作用的载荷处于平衡中的系统。平衡条件意味着结构是不移动的。一个自由的支架不是一个结构，它未被连接到任一物体上并无载荷作用与它。仅当它附着到外部世界，并且有作用力、压力或力矩时，支架成为一个结构。 例如横跨江面的大桥就是一个普通的结构，一个支架通过它的支撑连接到地面上，桥的重量是在结构上的一种载荷（力）。当汽车通过桥时，附加的力作用于桥的不同位置。 一个好的结构必须满足以下标准： （1） 当预期的载荷作用时，结构必须不出现故障。这个似乎是显而易见的，并意味着结构必须是“强度足够的”。故障意味着结构破裂、分离、弯曲，以及支撑作用载荷失败。 注意：考虑到意外的载荷，通常在设计中提供安全余量。余量常常利用安全因素来描述。例如，如果在结构上期待载荷是10 000磅，规定安全因素是2.0，则结构将设计成能经受住20 000磅载荷。 （2） 当载荷作用时，结构必须不产生过分变形。这意味着结构必须“刚度足够”。 变形可接受的极限（弯曲度、挠度、拉伸等）取决于特定情况。例如，在通常住宅中的地板由足够的吊带支撑，以防止当人在地板岸上行走时有“柔软”的感觉。 （3） 在它的服务生命周期，结构的行为应不会恶化。这意味着结构必须“足够耐用”，必须考虑环境影响和“磨损与破裂”。如果一座桥假定维持50年，则桥的设计必须提供整个50年寿命的结构完整性与充分的安全余量。2.结构分析 结构分析是用于决定一个结构是否将正确完成任务的工程分析过程。结构将在某些方式中进行模拟和求解描述它的行为的数学方程。分析可以人工方法或用计算机方法来完成。 结构分析的结果（答案）用于评估性能，摘要如下： （1）“强度足够吗？”：应力必须是在一可接受的范围内。 （2）“刚度足够吗？”：位移必须是在一可接受的范围内。 （3）“耐用度足够？”：对一个长的疲劳周期应力必须足够低。
22 后处理(doc)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 22 后处理(doc) 22 后处理 22. 1 显示局部坐标系上的结果问： 我前处理用的是直角坐标系，但是我想在后处理中输出关于柱坐标的位移分量是不是要设计局部的坐标系？怎样设计？答：后处理时点菜单 tools / coordinates system / create, 创建柱坐标系（例如使用默认的名称 csys-1） . 菜单 result / options, 点tranformation, 点user-specified, 选中csys-1, 点 OK. 窗口左上角显示的变量如果原来是 U, U1，现在就变为 U, U1(CSYS-1) . 22. 1 显示局部坐标系上的结果问： 我前处理用的是直角坐标系，但是我想在后处理中输出关于柱坐标的位移分量是不是要设计局部的坐标系？怎样设计？答：后处理时点菜单 tools / coordinates system / create, 创建柱坐标系（例如使用默认的名称 csys-1） . 菜单 result / options, 点tranformation, 点user-specified, 选中csys-1, 点 OK. 窗口左上角显示的变量如果原来是 U, U1，现在就变为 U, U1(CSYS-1) . 22. 2 绘制曲线（X Y data）问：例如我想用 odb 文件建立这样一个曲线： x y(自行指定) currentmax(my-xy01) 1. 0 currentmax(my-xy02) 3. 3 搜索了半天也找不到，在此向用过的前辈请教，或者有第三方软件也请指点。 1 / 14
梁单元的分析
梁单元有限元法分析 关键词：梁单元有限元分析 1.摘要：二维平面梁单元是梁单元中最简单的单元之一，这次作业旨在学习如何运用有限元分析法分析梁单元。 2.目的：运用MATLAB软件分析二维梁单元。 3.题目：设一方形的截面梁，截面每边长为5cm,长度为10m,在左端约束固定，在右端施以一个沿y方向的集中力ω=100N,求其挠度与转角。 3.建立有限元分析模型： （1）.结构离散化： 单元的选择：由于为悬臂梁，且横向的长度远远小于轴向的长度，所以在这选择平面梁单元； 单元的数量：将这个梁从中间划分为两个单元； 建立坐标系，坐标系包括结构的整体坐标系与单元的局部坐标系； （2.）建立平面梁单元的位移模式： 建立整体坐标系： 建立一个有两个单元组成的模型，由于X方向的位移U1,U2,U3太小所以我们略去这三个自由度的变化；节点坐标码： 单元编码： 同样出1号单元，建立局部坐标系：
4.具体的MATLAB求解过程与结果：>> clear x1=0; x2=sym('L'); x=sym('x'); j=0:3; v=x.^j v = [ 1, x, x^2, x^3] >> %计算形函数矩阵 m=... [1 x1 x1^2 x1^3 0 1 2*x1 3*x1^2 1 x 2 x2^2 x2^3 0 1 2*x2 3*x2^2] m = [ 1, 0, 0, 0] [ 0, 1, 0, 0] [ 1, L, L^2, L^3] [ 0, 1, 2*L, 3*L^2] >> mm=inv(m) mm = [ 1, 0, 0, 0] [ 0, 1, 0, 0] [ -3/L^2, -2/L, 3/L^2, -1/L] [ 2/L^3, 1/L^2, -2/L^3, 1/L^2] >> mm=inv(m);
adina中文使用手册第三章
第三章数据准备 3.1 数据类型 AUI 模型定义和显示中使用的数据类型有三种：无名数据（单个数据变量），记录形式的表格数据，命名数据（多个数据变量）。数据输入采用对话框方式。 3.2 对话框类型 —— 使用单个数据编辑器，如图3.1。 图3.1 OK：AUI 更新数据并关闭对话框。 Cancel：撤销修改并关闭对话框。 —— 使用表格数据编辑器，如图3.2。 图3.2
OK：AUI 更新数据并关闭对话框。Apply：更新数据但不关闭对话框。Reset：撤销修改，回到初始状态。Cancel：撤销修改并关闭对话框。Help：显示在线帮助。 ——使用多个数据编辑器，如图3.3。 图3.3 1)使用实例选择器 Add：添加新项。Delete：删除当前项，原来的下一项成为当前项。Copy：复制当前工作项。 2)使用实例编辑器 Save：存储当前工作项，不关闭对话框。 Discard：放弃对当前工作项的修改，不关闭对话框。 3)使用控制按钮 OK：AUI 更新数据并关闭对话框。Cancel：撤销修改并关闭对话框。Help：显示在线帮助。 4)使用操作编辑器 OK：AUI 更新数据并关闭对话框。Cancel：撤销修改并关闭对话框。Help：显示在线帮助。
—— 使用列表选择器 AUI 中的列表选项有两种基本选择方法： 单选方式：单选列标，只选中一条条目，操作如下： 鼠标：点击选取想要的条目，不选其他条目。 键盘：重复点按
adina提取内力
adina中如何查看三维实体单元的截面轴力、弯矩与剪力？ 1. cut surface方法 下面结合一个自由端作用集中荷载的三维悬臂梁实例，讲解如何计算某截面的轴力、弯矩与剪力。 1）实例概况 一根完全弹性的悬臂梁，截面尺寸为0.10*0.1，长度为1，在自由端作用2个集中力，数值均为1000，需要计算离自由端距离为0.5单位的横截面上的轴力、弯矩与剪力，按照结构力学，该计算截面的轴力为0，剪力为2000，弯矩为1000.下面通过ADINA程序验证上述数值的正确性。 2）建模并求解 由于模型比较简单，不详细讲解了，需要说明的是，坐标原点位移自由端截面最下边。命令流如下，最终模型如下图：
* DATABASE NEW SAVE=NO PROMPT=NO FEPROGRAM ADINA CONTROL FILEVERSION=V83 * COORDINATES POINT SYSTEM=0 @CLEAR 1 0.00000000000000 0.00000000000000 0.00000000000000 0 2 0.00000000000000 0.100000000000000 0.00000000000000 0
3 0.00000000000000 0.100000000000000 0.100000000000000 0 4 0.00000000000000 0.00000000000000 0.100000000000000 0 @ * SURFACE VERTEX NAME=1 P1=3 P2=4 P3=1 P4=2 * VOLUME EXTRUDED NAME=1 SURFACE=1 DX=1.00000000000000, DY=0.00000000000000 DZ=0.00000000000000 SYSTEM=0 PCOINCID=YES, PTOLERAN=1.00000000000000E-05 NDIV=1 OPTION=VECTOR, RATIO=1.00000000000000 PROGRESS=GEOMETRIC CBIAS=NO * FIXBOUNDARY SURFACES FIXITY=ALL @CLEAR 6 'ALL' @ * LOAD FORCE NAME=1 MAGNITUD=1000.00000000000 FX=0.00000000000000, FY=0.00000000000000 FZ=-1.00000000000000
ADINA 软件数据接口和应用实例1
第1章 ADINA软件数据接口和应用实例 1.1 ADINA软件简介 ADINA出现于1975，在K. J. Bathe博士的带领下，其研究小组共同开发出ADINA有限元分析软件。ADINA的含义是Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis的首字母缩写，这表达了软件开发者的基本目标，即ADINA除了求解线性问题外，还具备分析非线性问题的强大功能，即求解结构以及涉及结构场之外的多场耦合问题。 到84年以前，ADINA是全球最流行的有限元分析程序，一方面由于其强大功能，被工程界、科学研究、教育等众多用户广泛应用；80年代到ADINA84版其源代码是完全公开的Public Domain Code，后来出现的很多知名商业有限元大量采用ADINA的早期源代码。 1986年，K. J. Bathe博士在美国马萨诸塞州Watertown成立ADINA R&D公司，开始其商业化发展的历程。ADINA公司发展的目标是使其产品ADINA－大型商业有限元求解软件，专注求解结构、流体、流体与结构耦合等复杂非线性问题，并力求程序的求解能力、可靠性、求解效率全球领先。 一直以来，ADINA在计算理论和求解问题的广泛性方面处于全球领先的地位，尤其针对结构非线性、流体、流/固耦合等复杂问题具有强大优势，被业内人士认为是非线性有限元发展方向的代表。经过近30年的开发，ADINA已经成为全球最重要的有限元求解软件，被广泛应用于各个行业的工程仿真分析，包括机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源、科学研究及大专院校等各个领域。 ADINA系统主要包括以下模块： ADINA-AUI：用户前后处理界面 ADINA：结构分析模块 ADINA-F：计算流体动力学分析模块（CFD） ADINA-FSI：（Fluid Structure Interaction）流体结构耦合分析模块 ADINA-T：温度，场问题求解模块 ADINA-TMC：热、机械耦合求解模块 ADINA-TRANSOR：与I-DEAS, PATRAN, PRO/E, AutoCAD等软件的专用数据接口。 1.2 数据接口 1.2.1 数据接口简介 ADINA有限元系统与工程上主流的CAD、CAE软件通过各种接口传递工程数据，这些接口可以完成几何模型、有限元模型的直接转换，有些软件系统甚至与ADINA直接集成，
试验三结构梁的有限元分析
实验三结构梁的有限元分析 （一） 实验目的 1.了解ANSYS在有限元分析中的作用； 2.理解ANSYS的工作机理； 3.掌握ANSYS的建模及分析方法； 4.掌握梁结构的有限元分析方法。 （二） 实验设备和工具 装有ANSYS软件的计算机 （三） 实验原理 1.有限元建模的基本原则 建模时需要考虑两条基本原则：一是保证计算结果的精度，二是控制模型的规模。在保证精度的前提下，减小模型规模是必要的，它可在有限的条件下使有限元计算更好、更快地完成。 （1） 保证精度原则 ① 适当增加单元数量，即划分比较密集的网格。实际计算时，可以比较两种网格的计算结果，如果相差较大，可以继续增加单元数量。如果结果变化不大，则可以停止增加。 ②在划分网格特别是在应力精度要求很高的区域时尽量划分比较规则的网格形状。一般情况下，使单元形状为正多边形（等边三角形或正方形）和正多面体。 （2） 控制规模原则 模型规模是指模型的大小，直观上可用节点数和单元数来衡量。 ①可以通过控制节点和单元数量来控制模型规模。此外，模型规模还受节点和单元编号的影响。 ② 在估计模型规模时，除了考虑节点的多少外，还应考虑节点的自由度数。 2.有限元建模的一般步骤 不同问题的有限元建模过程和内容不完全相同，在具体实施分析之前，首先弄清分析对象的几何形状、约束特点和载荷规律，以明确结构型式、分析类型、计算结果的大致规律、精度要求、模型规模大小等情况，以确定合理的建模策略和分析方案。 3.形状处理方法 几何模型对分网过程、网格形式和网格数量都有直接影响。几何建模时，对原有结构进
行适当处理是必要的。 （1） 降维处理：对某些结构作近似处理，按平面问题或轴对称问题来计算，把三维问题简化或近似为二维问题来处理。 （2） 细节简化：结构中存在的一些相对尺寸很小、处于结构的非高应力区的细节，如倒圆、倒角、退刀槽、加工凸台等，可以简化处理。 （3） 局部结构的利用：当有些结构尺寸很大，但受力或同时受力的却是某些相对很小的局部，结构只是在局部发生变形，应力也分布在局部区域内时，可以从整个结构中划分出一部分进行分析。 （4） 对称性的利用：当结构形状和边界条件具有某种对称性，应力和变形呈相应的对称分布时，可以只取出结构的一半计算。 4.单元类型 单元类型的选择应根据分析类型、形状特征、计算数据特点、精度要求和计算条件等因素综合考虑。在结构分析领域，不同的结构类型需要相应的单元进行离散。因此单元通常是按结构类型进行分类的，即根据结构的特点选择相应单元。 5.单元特性 单元特性定义了单元内部数据，包括材料数据、截面数据等。 （1） 材料特性 材料特性用于定义分析对象的材料在力学、热学等方面的性能，如弹性模量E、泊松比、密度、导热系数、热膨胀系数等。 （2） 物理特性 物理特性用于定义单元物理参数或辅助几何特征，在ANSYS中称为实常数。 （3） 截面特性 杆、梁这类一维单元需要定义其截面特性。杆件结构只承受拉压，其截面特性只有截面积。梁结构可以承受拉压、弯曲和扭转，其截面特性包括截面积、主惯矩、极惯矩等截面性质。 （4） 单元相关几何数据 某些单元具有一些相关几何数据，以对单元作进一步说明。 6.网格划分原则 （1） 网格数量 网格数量的多少主要影响以下两个因素。 ①结果精度 网格数量增加，结果精度一般会随之提高，但当网格数量太大时，数值计算的累积误差反而会降低计算精度。 ②计算规模 网格数量增加，将会增加计算时间。并不是网格分得越多越好，应该考虑网格增加的经济性，在实际计算时应权衡两个因素综合考虑。 （2） 网格疏密 网格疏密是指结构不同部位采用不同大小的网格，又称相对网格密度。应力集中区域采用较密集的网格，而在其它非应力集中区域，则采用较稀疏的网格。采用疏密不同的网格划分，既可保持相当的精度，又可使网格数量减小。 （3） 单元阶次 采用高阶单元可以提高计算精度，但高阶单元的节点较多，使用时也应权衡精度和规 模综合考虑。 （4） 网格质量
实验一梁结构静力有限元分析(精)
实验一 梁结构静力有限元分析 一、实验目的： 1、 加深有限元理论关于网格划分概念、划分原则等的理解。 2、 熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。 3、 能利用ANSYS 软件对梁结构进行静力有限元分析。 二、实验设备： 微机，ANSYS 软件（教学版）。 三、实验内容： 利用ANSYS 软件对图示由工字钢组成的梁结构进行静力学分析，以获得其应力分布情况。 A-A B-B 四、实验步骤： 1、建立有限元模型： (1) 建立工作文件夹： 在运行ANSYS 之前，在默认工作目录下建立一个文件夹，名称为beam ，在随后的分析过程中所生成的所有文件都将保存在这个文件夹中。 启动ANSYS 后，使用菜单“File ”——“Change Directory …”将工作目录指向beam 文件夹；使用“Change Jobname …”输入beam 为初始文件名，使分析过程中生成的文件均以beam 为前缀。 选择结构分析，操作如下： GUI: Main Menu > Preferences > Structural (2) 选择单元： 操作如下： GUI: Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add > Structural Beam >3D 3 node 189 然后关闭Element Types 对话框。 (3) 定义材料属性： 定义弹性模量和泊松比，操作如下： GUI: Main Menu > Preprocessor > Material Props > Material Models > Structural > linear > Elastic > Isotropic 在弹出的对话框中输入材料参数： 杨氏模量(EX)： 2.06e11 泊松比(PRXY)： 0.3 (4) 定义梁的截面类型和尺寸： 操作如下： GUI: Main Menu > Preprocessor > Sections > Beam > Common Sections 选择“工”字型，W1=W2=0.4,W3=0.6,t1=t2=t3=0.015 (5)创建实体模型： F=10000N 6m 6m A A B B
基于ADINA的基坑开挖有限元模拟分析
基于ADINA的基坑开挖有限元模拟分析 张力，张宁宁 辽宁工程技术大学研究生院，辽宁阜新（123000） E-mail：znn88888888@https://www.360docs.net/doc/af8943255.html, 摘要：基坑开挖由于场地的复杂性对开挖过程的有限元模拟是一个复杂的过程，本文应用大型有限元软件ADINA，对基坑的开挖进行模拟分析，通过对参数的调整和二维平面的实例分析说明采用ADINA进行模拟是可行的。 关键词：深基坑，有限元，ADINA 中图分类号：TU258.6 1．引言 基坑开挖是基础和地下工程的一个古老的传统课题，同时又是一个综合性的岩土工程难题，由于不同的地质条件的影响，不能对其进行通用性的研究，需要因地制宜选取最优方案，深基坑开挖的研究涉及了许多方面的问题，一般可分为基坑本身的稳定性，应力应变问题，基坑支护结构的变形问题以及基坑周围土体的位移及其对临近建筑物和地下管线的影响等[1]。对这些问题现今主要的研究方法有：工程经验总结，现场及室内试验研究、数值模拟计算，近几十年，国内外学者进行了大量基坑开挖性状的研究工作，并已取得了相当丰富的成果。Terzaghi和Peck等人早在20世纪40年代就提出了预估挖方稳定程序和支撑荷载大小的总应力法；Bjenum和Eide在20世纪50年代给出了分析深基坑底板隆起的方法；20世纪60年代开始在奥斯陆和墨西哥城软黏土深基坑中使用仪器进行监测；20世纪70年代产生了相应的指导开挖的法规；从20世纪80年代初开始，我国逐步进入深基坑设计与施工领域；20世纪90年代以后，我国编制了多部国家行业标准及地方的相关法规。国内许多专家提出新的理论和方法，秦四清提出支护结构优化设计理论；杨光华提出多锚撑设计增量计算法；刘建航院士提出软土深基坑开挖的时空效应理论[2]。 2. 我国深基坑工程存在的主要问题 深基坑开挖中大量的实测资料表明，基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡失稳常常以长边的居中位置发生，这说明深基坑开挖是一个空间问题。 传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设比较符合实际，而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以，在未能进行空间问题处理前而需按平面应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。 深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度，但要精确地计算土压力目前还十分困难，所以许多工程至今仍在采用库仑公式或郎肯公式近似计算。此时，土体物理力学参数的选择是一个十分复杂的问题。如果对地基土体的物理力学参数取值不准，将对有限元分析的结果产生很大的影响。 3. 有限元理论 有限元方法最初是在50年代作为处理固体力学问题的方法提出的。国外在这方面起步比较早。纵观已有的研究，有限元在土力学的发展大致有三个方向：有限元计算中土体本构
结构分析中有限元法课程建设的问题和方式
结构分析中有限元法课程建设的问题和 方式 本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ 随着复杂工程结构及巨型结构的大量出现，在土木、水利等工程专业本科生中加强结构分析能力（包括电算能力）的培养显得尤为迫切。笔者将结构力学中的“矩阵位移法”和弹性力学中的“有限元法”有机结合，按照培养创新型高级专门人才的要求建设了结构分析中的有限元法课程，精心编写并出版了该课程所用的教材和电算程序。根据该课程的特点，对课堂教学、上机实习和考试等教学环节进行了改革，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，取得了良好的教学效果。 关键词：结构分析；有限元法；课程建设 中图分类号：G6423文献标志码：A文章编号： 10052909（2015）02005304 一、加强结构分析能力的培养是课程建设的初衷 在土木、水利等本科工程专业的教学过程中，通过前期基础课程和专业基础课程的学习，学生初步具备了对计算工作量不大的简单结构进行结构分析的能
力。如通过结构力学课程经典理论的学习，学生可以对静定平面杆系结构进行分析，也可用力法或位移法等方法分析未知量较少的超静定平面杆系结构，计算其内力和位移。通过弹性力学基本理论的学习，学生可求出几何形状规则（如矩形或圆形）、边界条件简单（如四边固支或四边铰支）的结构在单一荷载（如均布荷载）作用下的内力解析值。 随着各行各业现代化建设的深入开展和城镇化建设的加速推进，房地产和土木工程建筑行业已成为国家的重要支柱产业，与之相伴的是大跨度结构、高层高耸结构等各种复杂结构和巨型结构的出现。这些结构中，有些是形状、边界、荷载等较复杂的连续体板壳结构或实体结构，有些虽是杆系结构，但却是空间杆系结构或计算工作量庞大的平面杆系结构，还有些是杆系结构与连续体结构的组合体。无论对以上哪种结构进行分析，都必须利用数值分析法才能进行，学生既有知识已明显不足。 在一般本科院校开设的结构力学课程体系中，通常都要介绍适合数值分析的矩阵位移法。但有的仅讲述了矩阵位移法基本原理而未涉及程序使用，有的虽然让学生使用了部分程序，却较少或几乎不涉及对空间杆系结构的分析。实际工程中较为复杂的连续体结
adina作业-结构分析实例-详细步骤教学文案
a d i n a作业-结构分析 实例-详细步骤
辽宁工程技术大学研究生考试试卷 考试时间： 2013 年4月11日 考试科目：工程仿真分析 考生姓名：韩志强 评卷人：张淑坤 考试分数：建工研12-2班
一、ADINA概述 ADINA出现于1975年，是全球最流行的有限元分析软件之一。一方面由于其强大功能，被工程界、科学研究、教育等众多用户广泛应用；另一方面由于其源代码Public Domain Code，其后出现的很多知名有限元程序都来源于ADINA的基础代码。到ADINA84版本时已经具备基本功能框架，ADINA公司成立的目标是使其产品ADINA-大型商业有限元求解软件，专注求解结构、流体、流体与结构耦合等复杂非线性问题，并力求程序的求解能力、可靠性、求解效率全球领先。经过30多年的持续发展，ADINA已经成为近年来发展最快的有限元软件之一及全球最重要的非线性求解软件之一，被广泛应用于各个行业的工程仿真分析，包括机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源、科学研究及大专院校等各个领域。 二、问题描述 如下图所示受顶部集中荷载的线弹性实体圆柱，利用ADINA有限元工程仿真软件进行模拟分析，绘出应力云图及变形图，再利用ANSYS软件对结果进行比较分析。 材料性质：弹性模量E=2.07?1011N/m2；泊松比μ =0.29。 集中荷载：P=5000N。 其几何尺寸如下图：（单位：m）
P 三、ADINA预处理 1、设置初始数据 题目名称：选Control-Heading，输入标题“hanzhiqiang”，然后单击OK。 自由度：选Control-Degrees of Freedom，X-Rotation，Y-Rotation和Z-Rotation选项为不选，单击OK。 2、几何建模 定义点：单击Define Points图标，并把以下信息输入到表中，然后单击OK 。 Point# X1 X2 X3 1 0 0 0 定义线：单击Define Lines图标，增加线1，把Type设置成Extruded，Initial Point设置成1，the components of the Vector设置成0.05，0.0，0.0，然后单击OK。 定义曲面：单击Define Surfaces图标，增加曲面1，把Type设置成Revolved，Initial Line设置成1，the Angle of Rotation设置成360，the Axis设置成Y，Check Coincidence按钮为不选，然后单击OK。
ansys桁架和梁的有限元分析
桁架和梁的有限元分析 第一节基本知识 一、桁架和粱的有限元分析概要 1．桁架杆系的有限元分析概要 桁架杆系系统的有限元分析问题是工程中晕常见的结构形式之一，常用在建筑的屋顶、机械的机架及各类空间网架结构等多种场合。 桁架结构的特点是，所有杆件仅承受轴向力，所有载荷集中作用于节点上。由于桁架结构具有自然离散的特点，因此可以将其每一根杆件视为一个单元，各杆件之间的交点视为一个节点。 2．梁的有限元分析概要 梁的有限元分析问题也是是工程中最常见的结构形式之一，常用在建筑、机械、汽车、工程机械、冶金等多种场合。 梁结构的特点是，梁的横截面均一致，可承受轴向、切向、弯矩等载荷。根据梁的特点，等截面的梁在进行有限元分析时，需要定义梁的截面形状和尺寸，用创建的直线代替梁，在划分网格结束后，可以显示其实际形状。 二、桁架和梁的常用单元 桁架和梁常用的单元类型和用途见表7-1。 通过对桁架和粱进行有限元分析，可得到其在各个方向的位移、应力并可得到应力、位移动画等结果。 第128页
第二节桁架的有限元分析实例案例1--2D桁架的有限元分析 问题 人字形屋架的几何尺寸如图7—1所示。杆件截面尺寸为0．01m^2，试进行静力分析，对人字形屋架进行静力分析，给出变形图和各点的位移及轴向力、轴力图。 条件 人字形屋架两端固定，弹性模量为2．0x10^11N/m^2，泊松比为0．3。 解题过程 制定分析方案。材料为弹性材料，结构静力分析，属21)桁架的静力分析问题，选用Link1单元。建立坐标系及各节点定义如图7-1所示，边界条件为1点和5点固定，6、7、8点各受1000N的力作用。 1．ANSYS分析开始准备工作 (1)清空数据库并开始一个新的分析选取Utility Menu>File>Clear&Start New，弹出Clears database and Start New对话框，单击OK按钮，弹出Verify对话框，单击OK按钮完成清空数据库。 (2)指定新的工作文件名指定工作文件名。选取Utility Menu>File>Change Jobname，弹出Change Jobname对话框，在Enter New Jobname项输入工作文件名，本例中输入的工作文件名为“2D-spar”，单击OK按钮完成工作文件名的定义。 (3)指定新的标题指定分析标题。选取Ufility Menu>File>Change Title，弹出ChangeTitle对话框，在Enter New Tifie项输入标题名，本例中输入“2D-spar problem'’为标题名，然后单击OK按钮完成分析标题的定义。 (4)重新刷新图形窗9 选取Utility Menu>Plot>Replot，定义的信息显示在图形窗口中。 (5)定义结构分析运行主菜单Main Menu>Preferences，出现偏好设置对话框，赋值分析模块为Structure结构分析，单击OK按钮完成分析类型的定义。 2．定义单元类型 运行主菜单Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add／Edit／Delete命令，弹出Element Types对话框，单击Add按钮新建单元类型，弹出Library of Element Types对话框，先选择
ADINA实例 板梁的屈曲分析
实例19 板梁的屈曲分析 问题描述： 本例为悬臂板梁自由端受有竖向集中荷载时的侧向失稳问题，单位为英制单位。 第一部分为线性屈曲分析，第二部分为非线性屈曲分析。 线性屈曲分析（特征值屈曲） 启动 AUI ，选择模块 启动AUI，从程序模块的下拉式列表框中选ADINA Structure。 建模型的关键数据 Analysis Type选择Linearized Buckling，单击图标，如下图所示定义，只需计算一阶模态。 设置大变形：单击Control>Analysis Assumption>Kinematics，Displacements/Rotations选择Large。 建几何模型 下图是建模型时用到的主要几何尺寸：
定义点：单击Define Points图标，并把以下信息输入到表中，然后单击OK。 Point # X1 X2 X3 System... 1 0.0 0.0 -2.5 0 2 100.0 0.0 -2.5 3 100.0 0.0 2.5 0 4 0.0 0.0 2. 5 0 定义面：单击Define Surfaces图标，定义以下面后，单击OK。 定义并施加约束 单击Apply Fixity 图标，把Apply Fixity 对话框中的“Apply to”域设置成Lines。在表的第一行输入2，单击OK。 定义并施加荷载 Model>Loading>Apply on Nodes/Elements，把Load Type设置成Force/Moment。如下图所示定义，施加在Node12上，荷载类型为Z-Force，Weight=-0.001，负号荷载方向表示为Z轴负向，单击OK关闭对话框。注意：所施加的荷载值要小于临界荷载，所以根据经验，这个值一般取得非常小。
有限元分析中的结构静力学分析怎样才能做好
有限元分析中的结构静力学分析怎样才能做好 1 概述结构有限元分析中，最基础、最根本、最关键、最核心同时也是最重要的一种分析类型就是“结构静力学分析”。静力学分析可用于与结构相关、与流体相关、与电磁相关以及与热相关的所有产品；静力学分析是有限元分析的根基，是有限元分析的灵魂。2 基础理论结构静力学按照矩阵的形式可表示为微分方程：[K]{x}+{F}=0 其中，[K]代表刚度矩阵，{x}代表位移矢量，{F}代表静载荷函数。由此可知，结构静力学有限元分析过程就是求解微分方程组的过程。2.1 三个矩阵的说明静力学分析微分方程组三个矩阵进一步说明：[K]代表刚度矩阵。举例说明，如果用手折弯一根筷子，假设筷子是钢材料的，比较硬，很难折断；假设筷子是常规木材的，比较脆，基本上都能折断。这里筷子断与不断的本质并不是钢或者木材，而是钢或者木材表在筷子上表现出来的刚度（或者叫硬度），这里刚度用计算机数值分析的方式来描述，就是刚度矩阵。{x}代表位移矢量。举例说明，一把椅子，如果有人偏瘦，坐在椅子上，椅面基本不下沉；如果有人偏胖，坐在椅子上，椅面会有明显下
沉（谁坐谁知道...），此时，椅面的下沉量，可用位移矢量来表示。{F}代表静载荷函数，也是静力学分析的关键。举例说明，上面筷子例子中，手腕对筷子的作用，就是一种载荷（或者叫外力、荷载、负荷、承重等）；上面椅子例子中，人对椅子表面的作用，也是一种载荷。这些载荷在大多数情况下，没有明显的快慢效应，就可用静载荷函数来表示。 2.2 静力学分析中的载荷说明静载荷函数本质说明：假设1，相同一根筷子，又假设筷子比较粗（或者说是几根筷子捆绑在一起）：双手慢慢用 1 / 5 力，筷子难断；双手快速用力，筷子难断，此时慢慢折弯的效果就可以理解为静力学过程。假设2，相同椅子：慢慢坐下去，椅子没有明显晃动；快速坐下去，椅子没有明显下沉与晃动，此时慢慢坐在椅子上的过程就可以理解为静力学过程。通过静载荷函数解释过程，可明显发现静力学分析过程有如下特征：特征1，描述受力过程时总是假设在某种情况下；特征2，施加给结构的外力有快慢与方式的区别。因此，一个结构静力学分析过程，就是在一种假设的情况下（工况），又假设结构在某种受力状态下，不考虑时间效应、不考虑惯性效应以及不考虑阻尼效应的一种理想情况下的结构分析过程。 3 实