有限元分析及优化设计
基于有限元模型的汽车车身强度分析与优化设计
基于有限元模型的汽车车身强度分析与优化设计引言：汽车车身设计是整车设计中至关重要的一环。
汽车车身不仅是汽车的“外衣”，还承担着对乘员安全和行驶稳定性的极其重要的作用。
车身的强度是确保车辆在各种复杂工况下保持结构稳定、寿命可靠的关键因素。
基于有限元模型的汽车车身强度分析与优化设计具有重要的意义。
1. 有限元分析在汽车车身设计中的应用有限元分析是一种基于力学原理和数值计算方法的数值模拟技术。
它可以将复杂的连续体结构离散为有限个单元，通过求解单元之间的相互作用力，得到结构的应力、应变等力学参数。
在汽车车身设计中，有限元分析可以有效地评估车身的强度、刚度、振动特性等。
2. 汽车车身强度分析的主要内容汽车车身强度分析主要分为静态强度分析和动态强度分析两个方面。
2.1 静态强度分析静态强度分析是对车身在静态加载条件下进行强度评估。
通过有限元分析，可以得到车身各部分的应力分布情况和最大应力值，进而判断车身是否足够强度。
在静态强度分析中，需要考虑的因素包括车身的受载状态、材料的力学性质、载荷的大小和方向等。
2.2 动态强度分析动态强度分析是对车身在动态加载条件下进行强度评估。
在实际使用中，汽车车身会受到各种道路激励和振动的影响，因此需要对车身进行动态强度分析。
通过有限元分析，可以得到车身在不同工况下的应力变化规律和疲劳寿命，进而优化车身结构设计，提升车身的抗疲劳能力。
3. 汽车车身设计的优化方法基于有限元模型的汽车车身优化设计可以通过调整车身结构和材料等手段来提升车身的强度和刚度。
3.1 结构优化在车身结构优化中，可以通过增加加强筋、设置补强板和优化焊缝位置等方式来提升车身的强度。
通过有限元分析，可以评估不同优化方案的效果，并选择最佳方案进行实施。
3.2 材料优化材料的选择对车身的强度和轻量化设计起着重要作用。
目前，高强度钢材和铝合金等轻量化材料正在被广泛应用于汽车车身设计中。
基于有限元分析，可以评估不同材料对车身强度的影响，并选择合适的材料进行使用。
有限元分析在材料力学中的应用与优化设计
有限元分析在材料力学中的应用与优化设计材料力学是研究材料的力学性质、变形行为和破坏机制的学科，而有限元分析作为一种强大的计算工具，在材料力学领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍有限元分析在材料力学中的应用，并探讨有限元分析在材料力学优化设计中的潜力。
一、有限元分析在材料力学中的应用1. 材料力学参数分析有限元分析可以通过建立材料模型，并引入相应的力学参数，来分析材料在加载过程中的力学响应。
通过改变材料的弹性模量、屈服强度等力学参数，可以预测材料的变形行为和破坏机制，为材料性能的改进和设计提供理论依据。
2. 材料疲劳寿命估计在材料力学中，疲劳是一个重要的研究方向。
有限元分析可以模拟材料在循环加载下的变形行为，通过计算应力、应变的变化，预测材料的疲劳寿命。
这有助于设计更加耐久和可靠的材料结构。
3. 材料失效分析有限元分析在材料失效分析中起到了关键的作用。
通过建立合适的失效准则，并将其应用于有限元模型中，可以确定材料的破坏位置和破坏形式。
这对于预测材料的寿命和改进设计具有重要的意义。
二、有限元分析在材料力学优化设计中的潜力1. 拓宽设计空间传统的材料力学设计往往依赖经验公式和试错法，设计空间有限。
而有限元分析可以通过模拟和分析不同材料参数、结构形式等因素对材料力学性能的影响，为设计师提供大量可行的设计方案，拓宽了设计空间。
2. 优化材料性能有限元分析结合材料力学的理论知识，可以帮助优化材料的性能。
通过优化材料的力学参数，例如提高弹性模量、降低应力集中等，可以实现材料的功能改进，提高材料的强度、韧性等性能。
3. 提高设计效率有限元分析可以模拟不同材料力学行为，通过计算机进行大规模计算，大大加快了设计过程。
设计师可以通过有限元分析快速评估不同设计方案的优劣，并进行参数敏感性分析，以指导设计方向。
4. 减少实验成本在传统的材料力学设计中，往往需要进行大量的实验来验证设计方案的可行性。
而有限元分析可以通过模拟不同材料参数和加载条件下的力学性能，减少实验的数量和成本。
玻璃钢泵站的有限元分析和优化设计
391 前言泵站广泛使用在市政工程、铁路工程、下立交等场合的雨污水收集提升排放及原水取水等。
过去几十年混凝土泵站是主流泵站，但混凝土泵站存在很多问题：混凝土材质需要现场浇筑，施工周期长，建设成本高，使用过程中容易发生污水渗漏，污染周边环境等。
混凝土泵站暴露出的缺陷，让人们开始寻求性能更优越的替代品，一体化预制泵站在这一背景下应运而生。
一体化预制泵站（Integrated Prefabricated Pumping Station）在发达国家被广泛地应用于污水处理行业已有几十年历史，近些年该产品被引入中国后，因其显著优势而逐步得到应用和推广[1]。
相较于传统泵站，一体化预制泵站使用轻质高强的玻璃钢材料，强度高，耐腐蚀，建造成本低；采用集成化结构设计，产品美观大方，占地面积小，建设周期短；产品自动化程度高，使用寿命长，对周边环境影响小。
目前，国内尚无一体化预制泵站的设计规范或行业、国家标准，其设计、制造往往仅依据经验而没有统一的流程，在各种项目中，泵站局部开裂、失稳和浮起等现象时有发生。
本文以某DN2500泵站为例，对其进行有限元分析，校核其强度、刚度和稳定性并进行优化设计。
2 泵站模型泵站高度h=6.5mm，内径D=2500mm，筒体厚度t=15mm （筒体壁厚为某公司经验值）。
出水口为不锈钢法兰，进水口为玻璃钢法兰。
泵站筒体采用定长缠绕工艺制作，封头采用手糊工艺制作，底座高度600mm。
刚性环采用环向缠绕，截面为矩形，宽度b=100mm，高度a=40mm，共6道，间距L=1000mm。
筒体内衬层厚度1.8mm，结构层厚度13.2mm。
结构层环向缠绕（简称H）共6层（缠绕角86.0°），螺旋缠绕（简称S）共12层（缠绕角63.0°），铺层顺序为：2H+4S+1H+4S+1H+4S+2H。
泵站结构见图1。
各种材料的密度，各方向弹性模量、泊松比、剪切模量见表1。
玻璃钢泵站的有限元分析和优化设计徐雁翔（连云港连鑫玻璃钢有限公司 江苏 连云港 222002）【摘要】本文以某一实际泵站为例，按照实际边界条件建立模型，对立式埋地玻璃钢一体化预制泵站的强度、刚度和稳定性进行有限元分析，发现原泵站存在很大性能浪费。
立式加工中心立柱结构有限元分析及改进研究
—256—技术改造立式加工中心立柱结构有限元分析及改进研究崔争第 方秀菊 曲耀辉 颜 荣（中科美菱低温科技股份有限公司，安徽 合肥 230000）摘 要：立式加工中心是现代机械制造加工中十分重要的加工设备，包含了床身、主轴线以及立柱等。
为了进一步改进立柱结构，利用Solidworks 2018三维软件进行建模，并通过SOLIDWORKS Simulation 开展有限元分析，得到立柱结构应力图与位移图，以此为基础进行改进设计，在降低立柱结构重量的同时，缩小了最大位移量，并有效避免了应力集中。
关键词：立式加工中心；立柱结构；有限元；改进伴随着现代制造业的不断发展，对加工中心的需求量越来越多，所以，将现代设计方法融入到加工中心结构设计与完善工作中，力求进一步降低加工中心设备加工难度与周期。
一直以来，国内外都十分重视机床设备的优化与创新，依托于现代计算机辅助设计软件，使得机床动态设计工作更加成熟，可以根据设备使用环境的拓扑来弥补使用问题。
本文从两个方面入手进行分析和改进，其一是对立式加工中心材料运用的改进，既可以保证加工的便捷性，避免产生材料浪费，还能够改善加工中心性能；其二，对立柱结构中的大件进行改进，降低机构质量。
一、立式加工中心结构建模与有限元分析（一）模型建立立式加工中心涵盖的主要部件有床身、主轴箱以及立柱等，立柱通过螺栓与床身紧固在一起，主轴箱顺着导轨在立柱上做进给运动，可见立柱是立式加工中心十分重要的部件。
本研究中的立柱是通过整体铸造再进行机加工得到的，内侧为空心结构，在外侧壁上设置有加强筋，保证立柱强度。
加工中心工作时，立柱是需要承受较大的力，需要对立柱的强度进行仿真分析。
利用Solidworks 2018三维软件进行建模，如图1所示。
图1 加工中心立柱模型（二）有限元分析利用Solidworks 软件对力主结构进行简化，去除掉结构中的工艺孔、倒角、对强度影响不大的复杂结构等，加载SOLIDWORKS Simulation 开展有限元分析，假如结构中各个材料密度均匀，连接牢靠。
机械结构有限元分析与优化设计
机械结构有限元分析与优化设计一、概述机械结构是机械工程领域中的重要组成部分，其性能直接影响到机械设备的稳定性、可靠性和耐久性。
在机械结构的设计过程中，有限元分析和优化设计是两个关键的步骤。
有限元分析可以用于预测机械结构在实际工作条件下的受力情况和变形情况，优化设计则可以通过调整机械结构的参数来改善其性能。
二、有限元分析有限元分析是一种数值计算方法，通过将实际的连续物体离散化为有限数量的小单元，再对每个小单元进行力学分析，最终得到整个结构的受力和变形情况。
有限元分析可以帮助工程师了解机械结构在不同工况下的强度、刚度和振动等特性。
1. 网格划分在有限元分析中，网格划分是最重要的步骤之一。
网格划分的好坏直接影响到有限元分析结果的准确性和计算效率。
一般来说，复杂的结构需要更加细致的网格划分，以捕捉到结构内部的应力集中区域和变形情况。
2. 材料特性与边界条件有限元分析需要提供材料的力学特性和结构的边界条件。
材料的力学特性包括弹性模量、泊松比、密度等，而结构的边界条件包括约束边界条件和加载边界条件。
这些参数的准确性对于有限元分析结果的正确性至关重要。
3. 结果分析有限元分析结果包括结构的应力、应变和变形等信息。
工程师可以通过对这些结果进行分析，了解结构的受力情况和挠度情况，进而评估结构的可靠性和安全性。
三、优化设计优化设计是指通过调整机械结构的参数，以达到提高其性能的目标。
在有限元分析的基础上，可以应用各种优化算法对机械结构进行参数优化。
1. 设计变量和约束条件在优化设计中，需要明确设计变量和约束条件。
设计变量可以是机械结构的几何参数、材料参数或者加载参数等，而约束条件可以是结构的应力、振动、变形等指标的上下限要求。
2. 优化算法选择优化算法根据不同的问题而选择。
常见的优化算法包括遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。
这些算法可以帮助工程师找到最优的设计解，以满足特定的性能要求。
3. 结果分析和验证优化设计的结果需要进行分析和验证。
CAD软件中的结构分析与有限元分析
CAD软件中的结构分析与有限元分析在现代工程设计和建筑领域中，计算机辅助设计（CAD）软件是不可或缺的工具。
CAD软件通过虚拟建模和模拟分析等功能，帮助工程师和设计师快速准确地进行产品设计和分析。
其中，结构分析和有限元分析是CAD软件的重要功能之一，本文将重点探讨这两个主题。
一、结构分析结构分析是指对建筑物、机械装置或其他工程结构的受力情况进行研究和评估的过程。
在CAD软件中，结构分析可以通过在模型中添加材料属性、边界条件和载荷等信息来模拟实际情况。
软件根据这些参数计算出结构物的应力、变形和振动等特性，帮助工程师进行结构优化和性能改进。
CAD软件中的结构分析采用了多种数值方法，如有限元法、刚性体法和模型分析法等。
其中，有限元法是最广泛使用的方法之一，也是本文的重点内容。
二、有限元分析有限元分析是指将连续体划分为有限数量的离散单元（有限元），通过求解线性方程组得到结构的应力和位移等信息的数值方法。
在CAD软件中，有限元分析将结构划分为许多小的三角形或四边形元素，每个元素由节点和单元属性组成。
通过节点之间的连通关系，软件可以计算出结构物的应力和形变情况。
在进行有限元分析时，CAD软件需要考虑诸多因素，如材料特性、边界条件、载荷和约束等。
软件可以根据这些参数生成数学模型，并运用数值计算方法求解模型，得到结构的应力分布、变形情况以及对外部载荷的响应等。
三、CAD软件在结构分析与有限元分析中的应用CAD软件在结构分析与有限元分析中扮演着重要角色。
通过CAD软件，工程师可以快速创建模型、定义边界条件和载荷，并进行结构分析和有限元分析。
其应用不仅提高了设计效率和准确性，还可以减少实验和测试的成本和时间。
使用CAD软件进行结构分析与有限元分析具有以下优势：1. 精确性：CAD软件使用高精度数值计算方法，能够准确模拟复杂结构的受力情况，并给出准确的计算结果。
2. 可视化：CAD软件可以在虚拟环境中生成三维模型，并可视化展示结构的应力、变形和振动等信息，帮助工程师更好地理解和分析结构特性。
利用有限元分析法对阀座进行优化设计
利用有限元分析法对阀座进行优化设计运用有限元分析法对重要受力零件进行应力和变形分析，不仅使设计工作更快捷、更直观，而且也大大保证了设计的完整性、可靠性。
针对油田阀门CAD、CAE技术的现状和发展趋势，应用SolidWorks和COSMOS软件的无缝连接，对平板阀阀座进行受力分析。
根据分析结果，优化设计参数，并提出基于理论分析的改进方案，为阀门的结构优化设计与性能改进提供数据支持。
标签：阀座；阀板；建模；有限元分析0 引言菏泽龙泵车辆有限公司是专门生产石油机械的厂家，生产制造平板阀多年，如图1。
生产的平板阀，结构形式非常简单，是油田上最常见的。
密封原理也是大家所熟悉的，就是靠镶装在阀体里的一对波形弹簧分别在阀板的两侧推动阀座，使其密封端面始终贴合在阀板的密封侧面上，从而实现密封，如图2。
而且阀板还可以在两个阀座之间自由挪动，从而实现开启和关闭的功能如图3。
在对平板阀进行设计时，按照以往的类比方法，只要根据老产品对主要零件进行比例放大就可以了。
这是一种非常快捷的设计方法。
在对PFF78-70进行初步试制时就是简单地运用了这种方法。
本想缩短制造周期，但试制结果却证明这是一个不可靠的策略。
由于阀座尾部受力截面太小，局部应力大，产生了危险截面如图4a，试制平板阀阀座承受不了来自阀板的压力，致使阀座尾部由于局部应力过大而变形扩张成喇叭状，造成阀座与阀体配合孔过盈卡死，使波形回位弹簧失效，进而造成阀板与阀座之间的密封面无法贴合而产生缝隙，最终使得密封失效，型式试验失败。
找到了密封失效的原因，更加认识到对受力零件进行全面受力分析的重要性。
但只凭传统的计算方法对形状不规则零件进行分析计算很难做到面面俱到。
如对阀体进行应力校核计算也只是把阀体结构由一个复杂的四通结构简化为一个直通的厚壁筒体，对结构本身的复杂特点未能充分考虑，造成模型与实际受力偏差较大，给设计计算带来较大的误差。
幸好掌握了以SolidWorks和COSMOS 为平台的有限元分析法，这就使设计和验证工作变得快捷、全面，而且可靠。
拓扑优化设计的有限元分析使用教程
拓扑优化设计的有限元分析使用教程拓扑优化设计是一种优化设计方法，通过对结构的拓扑形状进行优化，以提高结构的性能和效率。
有限元分析是拓扑优化设计中常用的分析方法，能够对结构进行精确的应力和位移分析。
本篇文章将对拓扑优化设计的有限元分析使用进行详细介绍。
第一步：建立有限元模型在进行有限元分析之前，首先需要建立结构的有限元模型。
有限元模型是对实际结构进行离散化的模型，通过对结构进行网格划分，将结构分割成一系列小的单元。
常用的有限元单元包括三角形单元、四边形单元、六面体单元等。
根据实际情况选择适合的有限元单元进行建模。
第二步：定义材料属性和边界条件在建立有限元模型之后，需要为模型定义材料属性和边界条件。
材料属性包括材料的弹性模量、泊松比、密度等。
边界条件包括结构的支撑条件和施加的载荷条件。
根据实际情况为结构定义合适的材料属性和边界条件。
第三步：进行有限元分析有限元分析是对结构进行数值计算的过程，涉及到求解结构的位移和应力。
有限元分析可以通过商业软件实现，例如ABAQUS、ANSYS等。
在进行有限元分析之前，需要选择合适的求解算法和计算参数，并进行设置。
第四步：结果后处理有限元分析完成后，需要对分析结果进行后处理。
后处理包括对位移和应力结果进行可视化和分析。
可以使用后处理软件，如Paraview、Tecplot等，将结果导入进行可视化展示。
通过对结果进行分析，可以评估结构的性能以及进行结构的优化。
第五步：拓扑优化设计在进行有限元分析之后，可以根据分析结果进行拓扑优化设计。
拓扑优化设计的目标是优化结构的形态和拓扑结构，以满足特定的性能要求。
拓扑优化设计方法包括基于密度的方法、基于演化的方法、基于参数化的方法等。
根据实际情况选择适合的拓扑优化设计方法进行优化。
第六步：迭代优化拓扑优化设计是一个迭代的过程，需要进行多次优化迭代来逐步优化结构。
在每次优化迭代中，根据上次的优化结果进行结构的调整和更新，并重新进行有限元分析和后处理。
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《有限元分析及优化设计》实验指导书桂林电子科技大学机电工程学院庄未编2012年05月实验一:平面问题的结构分析计算1.实验目的✧了解ANSYS软件的基本功能与应用范围；✧熟悉在计算机上运用ANSYS软件的基本步骤和方法；✧结合具体平面问题实例,利用ANSYS软件进行计算分析；✧时间许可,可对上述实例利用有限元方法进行计算，并与ANSYS计算结果进行分析比较.2.实验内容1. 结合具体平面问题实例,利用ANSYS软件进行计算分析；2. 利用ANSYS软件进行建模，并施加约束和载荷；3 对计算结果进行比较分析与讨论；4. 时间许可,可对上述实例利用ANSYS的非交互模式（Batch Mode/命令流的方式）再进行一次计算，并与用ANSYS交互模式的计算结果进行分析比较.3.实验预习报告内容要求实验预习报告在实验前写好，其主要内容应包括：复习有限元法基本原理、解题方法与步骤等,建立有限元模型应包含的内容；提供具体平面问题的结构简图,画出计算模型；对给定的平面问题实例的结果进行预估,以供计算后进行比较讨论用；4.上机实践举例一）如图1所示的6结点4单元平面应力平板问题.各三角形单元的直角边的长度为α=10mm,假设平板的厚度t=5mm,材料均匀,其弹性模量E=200GPa, 泊松比μ=0.3.今在结点1处,竖直向下作用一个力P=1,若不计平板重量( 即设容重γ=0 ).利用ANSYS软件进行分析。
图1二）、求解下图所示的平面问题。
图2实验二：轴对称实体结构静力有限元分析1. 实验目的✧ 了解ANSYS 软件的基本功能与应用范围；✧ 熟悉在计算机上运用ANSYS 软件的基本步骤和方法； ✧ 结合具体实体问题实例,利用ANSYS 软件进行计算分析；✧ 时间许可,可对上述实例利用有限元方法进行计算，并与ANSYS 计算结果进行分析比较.2.实验内容1. 结合具体实体问题实例,利用ANSYS软件进行计算分析；2. 利用ANSYS软件进行建模，并施加约束和载荷；3 对计算结果进行比较分析与讨论；4. 时间许可,可对上述实例利用ANSYS的非交互模式（Batch Mode/命令流的方式）再进行一次计算，并与用ANSYS交互模式的计算结果进行分析比较.3.实验预习报告内容要求实验预习报告在实验前写好，其主要内容应包括：复习有限元法基本原理、解题方法与步骤等,建立有限元模型应包含的内容；提供具体实体问题的结构简图,画出计算模型；对给定的实体问题实例的结果进行预估,以供计算后进行比较讨论用；4.上机实践举例实验三: 杆系结构有限元分析计算1.实验目的✧了解ANSYS软件的基本功能与应用范围；✧熟悉在计算机上运用ANSYS软件的基本步骤和方法；✧结合具体杆实例,利用ANSYS软件的交互模式（Interactive Mode/GUI方式）进行计算分析；✧对所取的具体实例的ANSYS计算结果，进行分析比较与讨论；✧时间许可,可对上述实例利用ANSYS的非交互模式（Batch Mode/命令流的方式）再进行一次计算，并与用ANSYS交互模式的计算结果进行分析比较.2.实验内容1. 结合具体梁与刚架结构实例,利用ANSYS软件进行计算分析；2. 利用ANSYS软件进行建模，并施加约束和载荷；3 对计算结果进行讨论分析；4. 对上述实例的计算结果, 与用其他方法进行计算得到的结果作分析比较。
3.实验预习报告内容要求实验预习报告在实验前写好，其主要内容应包括：复习有限元法基本原理、解题方法与步骤等,建立有限元模型应包含的内容；提供具体梁实例的结构简图,画出计算模型；对给定的实例的结果进行预估,以供计算后进行比较讨论用；4.上机实践举例一、用ANSYS求解如图所示三杆平面桁架的问题xP 1图 三杆平面桁架已知：各杆的面积为A 1＝32.30e-4m 2, A 2=38.70e-4m 2, A 3=25.80e-4m 2,各杆的弹性模量为E 1=6.9E10N/m 2, E 2=E 3=20.7e10N/m 2 , 横杆与竖杆的长度a=2.54m ，桁架结构所受的载荷为 P1x=111000N, P2x=22200N二、 用ANSYS 求解的命令流：/UNITS,SI ！国际单位制/TITLE,EXP1-2A:TRUSS STRUCTURAL ANASYS /PREP7 ！进入前处理器 ET,1, LINK1R,1, 32.3E-4 ! A 1＝32.30e-4m 2 R,2, 38.7E-4 ! A 2=38.70e-4m 2 R,3, 25.8E-4 ! A 3=25.80e-4m 2 MP,EX,1, 6.9E10 ! E 1=6.9E10N/m 2 MP,EX,2, 20.7E10 ! E 2=E 3=20.7e10N/m 2 N,1, 2.54, 2.54 ! 节点坐标 N,2, 2.54, 0 N,3, 0, 0TYPE,1 ！单元信息 REAL,1 MAT,1 E, 2, 3 TYPE,1 REAL,2 MAT,2 E, 1, 2 TYPE,1 REAL,3 MAT,2 E, 1, 3 FINISH/SOLU ！进入求解处理器ANTYE, STATIC！静力分析OUTPR,BASIC,ALLD, 3, ALL, 0 ！进行边界处理D, 2, UY, 0F,1, FX, 111000 ！加入节点载荷F,1, FY, 22200ALLSELSOLVEFINISH/POST1 ！进入后处理器PLDISP ！显示数据列表（列出变形资料）PRDISP ！显示图形列表（检查变形图）FINISH注：用命令流运行的具体方法是：1．用记事本编辑完命令流，存盘时以*.log为后缀名。
2．启动ANSYS3．点击FILE下的READ INPUT FROM…这时弹出寻找文件对话框找到刚才做好的文件，再点击确定按钮。
这时ANSYS将运行完程序。
三、求解结果PRINT DOF NODAL SOLUTION PER NODE***** POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING *****LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN GLOBAL COORDINATESNODE UX UY1 0.17747E-02 -0.28156E-032 0.0000 0.00003 0.0000 0.0000MAXIMUM ABSOLUTE V ALUESNODE 1 1V ALUE 0.17747E-02 -0.28156E-03四．结论使用ANSYS求解的结果与手工有限元方法求解的结果相同，验证了ANSYS求解的正确性。
实验四：刚架结构有限元分析1.实验目的✧了解ANSYS软件的基本功能与应用范围；✧熟悉在计算机上运用ANSYS软件的基本步骤和方法；✧结合具体杆丶梁与刚架实例,利用ANSYS软件的交互模式（InteractiveMode/GUI方式）进行计算分析；✧对所取的具体实例的ANSYS计算结果，进行分析比较与讨论；✧时间许可,可对上述实例利用ANSYS的非交互模式（Batch Mode/命令流的方式）再进行一次计算，并与用ANSYS交互模式的计算结果进行分析比较.2.实验内容1. 结合具体梁与刚架结构实例,利用ANSYS软件进行计算分析；2. 利用ANSYS软件进行建模，并施加约束和载荷；3 对计算结果进行讨论分析；4. 对上述实例的计算结果, 与用其他方法进行计算得到的结果作分析比较。
3.实验预习报告内容要求实验预习报告在实验前写好，其主要内容应包括：复习有限元法基本原理、解题方法与步骤等,建立有限元模型应包含的内容；提供具体梁实例的结构简图,画出计算模型；对给定的实例的结果进行预估,以供计算后进行比较讨论用；4.上机实践如下图所示，有一左段全固定的长为500mm，宽为50mm，厚为10mm的悬臂梁，在梁的中间施加大小为100N的向下的力，在梁的右半部分施加1000N/m 的均布载荷，梁的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3。
利用ANSYS软件对该梁进行分析。
图一）利用ANSYS（GUI方式）进行悬臂梁分析的建模过程：1.定义关键点：preprocessor>modeling>creat>keypoints>in active CS2.定义直线：preprocessor>modeling>creat>lines>lines>straight line3.选择单元，选择BEAM3单元，preprocessor>element tyupe>add/edit/delete4.定义BEAM3单元横截面几何参数，preprocessor>real conatanta>add在弹出的real constants for beam3窗口中输入梁单元实常数：梁横截面面积（cross-sedctional area）:100面积转动惯量（area moment of inertia IZZ）:833.333梁的高度（total beam height）:105. 定义材料属性定义钢的弹性模量和泊松比，Preprocessor>material props>metrial models>structural>linear>elastic>isotropic 1.划分网格preprocessor>meshing>meshtool网格边长取100mm2.选择分析类型Solution>analysis type>new analyis>static3.定义约束Solution>define load>apply>structural>displacement>on keypoints4.施加压力Solution>define load>apply>structural>force/moment> on keypoints9施加载荷Solution>define load>apply>structural>presasure>on beams5.求解Solution>solve?current LS10 查看分析结果General postproc>plot results>nodal solu二）用ANSYS求解的命令流：/FILNAM，EX2-5/TITLE,CANTILERVER BEAM DEFLECTION/UNITS,SI/PREP7！进入前处理器ET,1, BEAM3 ！梁单元MP, EX,1, 200E9 ! 弹性模量E=200E9 N/ m2R,1,3E-4, 2.5E-9, 0.01 ! A=3E-4 m2, I=2.5E-9 m4, H=0.01 m N,1,0,0 $ N,2, 1, 0 ！定义节点坐标N,3, 2, 0 $ N,4,3,0 $ N,5,4,0E, 1,2 $ E,2,3 $E, 3, 4 $ E,4,5 ！定义单元FINISH/SOLU ！进入求解处理器ANTYPE, STATICD,1,ALL,0 ！全固约束节点（边界处理）F,3,FY,-2 ！施加集中载荷SFBEAM,3，1，PRES，0.05，0.05！施加均布载荷SFBEAM,4，1，PRES，0.05，0.05SOLVEFINISH/POST1！进入一般后处理器SET，1，1 ！读取阶段负载答案PLDISP ！显示数据列表（列出变形资料）PRDISP ！显示图形列表（检查变形图）FINISH。