现代CAE作业
塑性成形CAE技术结课作业
塑性成形CAE技术结课作业姓名：王**学号：13050218班级：材料成型及控制工程2班学院：材料学院联系方式：188****6151四、实验过程记录1、设置模拟控制打开“simulation control”窗口，设置标题等2、导入坯料增加新对象通过单击对象树下等插入对象按钮，添加新对象workpiece，单击geometry按钮，为新增对象建立几何模型。
3、导入下模4、划分网格：选中坯料，在mesh中划分网格，划分时点击detailed settings选中type的absolute项目，sizeratio设置为3，min element size设置为0.04，先预览再生成。
5、边界条件选中坯料，在d.中选择一个对称面点击+在选择呢另外一个对称面点击+。
6、移动下模位置和坯料接触7、设置热传导及设置热传面9、设置步数10、划分下模网格12、设置传热系数13、生成数据运行预锻1、打开deform-3D2、去掉坯料与空气接触边界：点击d.在heat exchange选中表示上面的define，按-去掉。
3、添加上模并移动：点击top die添加spike-topdie1，然后移动上模与坯料接触4、添加边界：选中坯料，选择bdry.and.。
选择外表面点击+。
步骤同上5、设置上模温度与材料：选中上模top die，点击general，设置温度为300F，材料与下模相同。
6、设置摩擦及热传导：同上不重复7、设置上模速度：选中top die，点击movement，设置conctant-value为1。
8、设置步数：9、设置体积补偿：选中坯料，点击properties，选择active in FEM-meshing。
点击TRGVOL选择yes。
10、生成数据及运行：终锻：1、打开deform-3D。
2、更换上模：3、移动上模并设置上模温度：4、去除边界：5、设置摩擦传导及步数：6、设置上模运动速度：步骤同上7、设置补偿：步骤同上8、生成数据及运行五、结果分析1、热传导过程温度变化图1、坯料心部随着时间没有明显的变化，而下表面温度随着时间有着明显的降低2、坯料放在下模上，温度最低达到了300F3、温度由下向上依次从300到1850F呈现递增趋势2、预锻过程中等效应力变化图1、从预锻图上可以看出，在不同的三个点上，应力情况不同2、在与模具接触的P2点，应力变化最大而其余点变化较小3、上面和下面由于与模具充分接触所以盈利比较大1、在与上下模接触的上下两个面上温度由于热传导，比其他地方要低2、而中心温度由于变形，温度要高于预热的1850F3、而且在不同的点上，温度是不同的，中心温度最高达到了1910F1、终锻是在预锻基础上的再加工，应力分布有相似的地方2、选取的三个点都比较接近边缘，因此三个点应力分布相似3、应力最大的点几乎都分布在了与上下模接触的断面上，最小的点在中心部分。
南航塑形加工CAE大作业(DOC)
塑件加工过程CAE作业姓名：王超学号： 051130128 专业：飞行器制造工程指导老师：鲍益东日期： 2014,10,25目录1.绪论 (1)1.1有限元分析源于力学 (1)1.2有限元分析的基本流程: (1)1.3有限元分析的技术路线： (2)1.4有限单元法处理弹性力学问题的基本思路是： (2)1.5有限元分析的应用 (2)2.三角形常应变膜单元（CST）的基本理论 (4)3.有限元程序中单刚形成的子函数代码： (4)3.1形成B矩阵的子函数代码 (4)3.2形成单刚矩阵的子函数代码 (5)4 有限元程序实现与验证 (7)4.1建立有限元分析的几何模型： (7)4.2划分有限元网格 (7)4.3标注出位移约束信息和外力的加载方向和大小 (8)4.4有限元计算 (8)5心得体会 (9)6参考文献 (10)1.绪论有限元是一种将复杂对象进行合理的离散, 应用力学理论和计算机技术解决复杂问题的数值分析方法, 对于众多难以获得解析问题的分析具有明显的优点, 在科学研究和工程计算中得到广泛应用。
[1]1.1有限元分析源于力学平均应力m σ：J z y x m 31)(31)(31321=++=++=σσσσσσσ [2]米塞斯屈服准则：()()()[]21323222121σσσσσσσ-+-+-=[3] 屈雷斯卡屈服准则：sσσσ=-31 [4]1.2有限元分析的基本流程:化整为零（结构离散化）、单元分析、集零为整（整体分析）。
通常对于简单模型，不同部件之间一般通过节点共用来连接；然而对于复杂模型，不同部件之间如果仍然运用节点共用的方式进行连接，网格划分将变得异常艰难，有时候甚至不可能。
[5]1.3有限元分析的技术路线：标准化（理论研究：任意复杂问题=> 标准化分解，单元建模:有限种标准单元）规范化（前处理：CAD几何、力学建模、求解、后处理显示）计算机化（标准程序、模块）应用的规模化、普及性（可求解大型问题：108-1010自由度）1.4有限单元法处理弹性力学问题的基本思路是：（1）离散化将一个受外力作用的连续弹性体离散成一定数量的有限小的单元集合体。
模具cadcae个人总结和大作业
模具CAD/CAE 个人总结+结课大作业班别：机械工程及自动化4班学号：110401041025姓名：徐翌晨个人总计虽然自己选的方向是机械制造，但是自己在大四的第一学期选了CAD/CAE这门课，想接触一下自己之前没有学习过的理论知识。
还记得第一次上课的时候，老师你说大家先熟悉熟悉上个学期学习的模具设计这门课，从来没有接触过的我第一节课听的一头雾水，不知道你在上面说什么，就像自己刚进来大学一样，很迷茫。
说实话，自己在课后也没有多用心去研究模具这东西，就想着这学期简简单单地毕业就好了。
不过还好，跟我一起上课的有很多都是模具方向的同学，遇到不懂的地方问同学，他们也会尽自己的所能告诉我这个那个的是怎么一回事，加上老师你在课堂上也总是留时间给我们去消化你讲课的内容，好让我们跟上的你的步骤，自己也一步一步的了解了做一个模具的大概流程，虽然没有读模具方向的同学的专业，但自己的脑子里也有了一个大概的框架。
还记得做模具CAD的报告的时候，自己遇到的很多问题上总是很棘手，回到宿舍的时候用自己的电脑再做一遍的时候，就更烦人了，因为自己的电脑装的是UG8.0的，不像在教学楼的6.0，很多命令和界面都变了样，自己用了很长的时间才找到相应的命令，真的很烦人，但是看到自己慢慢能掌握一些模具的基本操作的时候，感觉还是不错的！就像下面自己做的结课大作业一样（按钮开关），自己能一步一步地做出来，虽然不是那么地准确。
其他的感想也不知道说写些什么好，百度的感想也对不上号，自己就再说说对模具CAE这方面的感想。
第一次听到有限元这个概念的时候大概是大二下学期吧，那时候自己就想接触一下这方面的东西，后来也不知道怎么就一直在搁置，一直拖到了现在，如果没有选这门课，或许到毕业的时候我都还没学吧。
虽然上课讲的是英文的操作界面，很多地方都不知道怎么操作，也不知道是什么意思，更不知道为什么要这样设置，（其实到现在还是不知道为什么要这样设置）不过慢慢的熟悉了moldflow的操作界面，还有熟悉老师你上课讲的一个个步骤，自己对上课教的内容慢慢建立了一个框架。
UGNX CAE作业报告
UG/NX CAE作业报告
——四周固支的钢圆板受均布载荷作用
一．建立模型 (3)
1.1新建模型 (3)
1.2 建立工件模型 (3)
二．创建有限元模型的解算方案 (4)
2.1进入高级仿真 (4)
2.2新建FEM文件 (4)
三．创建有限元模型 (5)
3.1 指派材料，选择钢铁。
(5)
3.2设置物理属性 (6)
3.3创建网格收集器 (6)
3.4网格划分 (7)
3.5单元质量检查 (8)
四．创建仿真模型 (8)
4.1新建仿真 (9)
4.2解算方案 (9)
4.3 施加约束 (10)
4.4施加载荷 (11)
五．求解仿真模型 (13)
5.1求解 (13)
5.2结果查看 (14)
(1)幅值查看 (14)
(2) 应力查看 (15)
一．建立模型
1.1新建模型
1.2 建立工件模型
建立直径50mm，厚度为5mm的工件模型.
二．创建有限元模型的解算方案2.1进入高级仿真
2.2新建FEM文件
三．创建有限元模型3.1 指派材料，选择钢铁。
3.2设置物理属性
3.3创建网格收集器
3.4网格划分
3.5单元质量检查
四．创建仿真模型
4.1新建仿真
4.2解算方案
4.3 施加约束
在底部边缘施加固定约束
对约束显示进行设置
4.4施加载荷施加均布载荷
施加重力载荷
五．求解仿真模型5.1求解
5.2结果查看
(1)幅值查看
最大形变值：5.009e-3mm
(2)应力查看
标注最大应力值和最小应力值22.76MPa和1.96MPa。
现代CAE技术应用实验-4
1 零件（Part）
毛料 1 参数：3D,Shell,Deformable,Planner 2 90x40 3 创建上、下表面Surface
2 材料(Material)
创建Material Name：matSteel Density:7.8e-9 Young’s Modulus:210E3 Poisson’s Ratio: 0.3 Plastic 200,0.0 250,0.05 280,0.1 300,0.2
5 Interaction
删除原来定义的上模、下模与毛料的接触定义 库伦摩擦属性也可以删除，也可以不管
6 Load
删除原来关于上模和下模的位移边界条件 增加一个固定毛料中间节点的位移边界条件
1
3 5 4
2
6 Load
设置预定义域，从成形计算结果传递初始数据
1 2 3
4
按提示选择整个毛料
8 任务（Job）
创建任务（Job）
注意先保存（经常保存!） 选择模型（Model） 设置任务类型 并行计算 精度(Precision),建议双精度（Double）
提交任务 Submit，Monitor，Results
9 后处理
打开计算结果文件
改变动画速度
9 后处理
现代CAE技术实验
Modern CAE Technology and Application
李卫东
机械工程及自动化学院
82338613/15101522914 space@
第一次练习补充
关于Tie约束的原则：
刚度大的选择为主面，刚度小的选择为从面 从面的网格比主面网格密集
显示壳单元厚度 菜单：View->ODB Display Options
cae软件练习题
cae软件练习题CAE（Computer-Aided Engineering，计算机辅助工程）软件是现代工程设计和分析中不可或缺的工具。
通过使用CAE软件，工程师能够模拟和预测产品的性能，减少试验测试的次数和时间，并改进设计方案。
本文将探讨一些CAE软件的练习题，帮助读者更好地理解和应用CAE软件。
练习一：静力学分析假设有一个悬臂梁结构，长度为L，截面形状为矩形，宽度为b，高度为h。
在其一端施加一个集中力F。
使用CAE软件进行静力学分析，求解以下问题：1. 梁的变形情况：在给定的材料参数下，计算梁在受力条件下的位移和变形情况。
2. 应力分布：确定梁结构中不同位置的应力分布情况，并找出应力最大值所在的位置。
3. 安全系数：根据材料的强度参数，计算梁结构的安全系数。
练习二：热传导分析考虑一个具有热源的热传导问题。
有一块方形板材，长为L，宽为W，温度为T1。
板材的某一侧长度为L'，与一个温度为T2的散热器接触。
使用CAE软件进行热传导分析，回答以下问题：1. 温度分布：在给定的散热条件下，计算板材内部的温度分布情况。
2. 热流量：计算从热源到散热器的热流量大小。
3. 材料选择：根据实际需求，通过模拟不同材料的热传导性能，选择合适的材料。
练习三：流体力学分析考虑一个液体流动的问题。
有一个长方形水槽，宽度为W，高度为H，水槽一端有一个入口，另一端有一个出口。
使用CAE软件进行流体力学分析，回答以下问题：1. 流速分布：在给定的边界条件下，计算水槽内部的流速分布情况。
2. 压力分布：确定水槽中不同位置的压力分布情况，并找出压力最大值和最小值所在的位置。
3. 流量计算：根据流速场的分布，计算水槽中的总流量。
练习四：结构优化设计考虑一个简单的优化设计问题。
有一个均匀受力的梁结构，长度为L，截面形状为圆形，直径为d。
使用CAE软件进行结构优化设计，回答以下问题：1. 材料选择：通过模拟不同材料的力学性能，选择合适的材料。
西南石油大学现代CAE作业2.docx
现 代 CAE 技 术 大 作 业第一题 井眼稳定性与井筒压力1 井眼径向位移2 井周应力变化路径 单位：mm （查看Von Mises stress ） 单位： MPa/PREP7 a=1500 r=110 p1=50 p2=50 p0=10 ex1=6.54e3 nu1=0.22 ch=18 angle=28 ET,1,PLANE82 KEYOPT,1,3,2 MP,EX,1,ex1MP,PRXY,1,nu1 TB,DP,1TBMODIF,1,1,ch TBMODIF,1,2,angle TBMODIF,1,3, RECTNG,0,a,0,a, CYL4,0,0,r asba,1,2LESIZE,9, , ,40,0.2, , , ,1 LESIZE,10, , ,40,0.2, , , ,1 LESIZE,2, , ,30, , , , ,1 LESIZE,3, , ,30, , , , ,1 LESIZE,5, , ,20, , , , ,1 MSHAPE,0,2D MSHKEY,0 AMESH,3 FINISH /SOLDL,9, ,SYMM DL,10, ,SYMM SFL,3,PRES,p1, SFL,2,PRES,p2, SFL,5,PRES,p0, solve FINISH /post1 csys,1PATH,In_Wall,2,30,20, PPATH,1,node(r,0,0) PPATH,2,node(r,90,0)从以上分析可知，井眼周围所受的最大应力为81.28MPa ，此应力发生图2所示的红色区域内，此区域极易发生井壁坍塌、脱落破坏，在工程中应给予足够的重视。
第二题 钢板受力分析 APDL 程序孔板内的σx 、σy 、τxy ，以及V on Mises Stress 见图4至图7所示。
/PREP7RECTNG,,150,,150, CYL4, , ,13 ASBA, 1,2ET,1,PLANE82 KEYOPT,1,3,3 R,1,25,MP,EX,1 ,2.1e9, MP,NUXY,1 ,0.3, KESIZE,5,2 KESIZE,6,2 ESIZE,15,0, MSHAPE,0,2D MSHKEY,0AMESH,3 FINISH /SOLUDL, 10, ,SYMM DL, 9, ,SYMM SFL,2,PRES,30, , SOLVE FINISH /POST1! PLNSOL,S,X,0,1/EXPAND,4,POLAR,HALF,,90取孔眼周围路径做井周长度与σx 的曲线，见图8所示。
有限元方法及CAE软件应用(ANSYS)实验作业
有限元分析大作业姓名学号任课教师2018年11月28日目录1.问题 (2)2.建模 (2)3.求解 (18)4.后处理 (21)5.结论 (23)1.问题对一个位移控制加载的轴对称咬接装配问题进行分析。
设偏移量为0.4dm，即4cm。
绿色部分选择材料为ABS，弹性模量为0.2GPa，泊松比为0.394；红色部分材料为尼龙，弹性模量为8.3GPa，泊松比为0.28。
2.建模1.启动ANSYS软件，工作路径为缺省，工作文件名为“Homework”。
2.在XOY平面第一象限内生成最下方图形1，其坐标点为：2.1.创建关键点，将所有的点建立出来。
Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS >…按照上图的坐标点数值，输入到ANSYS中，然后点保存。
或用命令：/PREP7K, ,0.163,0,,K, ,0.163,0.032,,K, ,0.15,0.045,,K, ,0.15,0.086,,K, ,0.16,0.086,,K, ,0.16,0.084,,K, ,0.163,0.077,,K, ,0.163,0.0715,,K, ,0.16,0.0715,,K, ,0.16,0.0695,,K, ,0.163,0.0625,,K, ,0.163,0.0565,,K, ,0.16,0.0565,,K, ,0.16,0.0495,,K, ,0.162,0.0475,,K, ,0.2025,0.0475,,K, ,0.2025,0.0255,,K, ,0.1925,0.0255,,K, ,0.1925,0.0375,,K, ,0.1765,0.0375,,K, ,0.17,0.0265,,K, ,0.17,0,,SA VE2.2.将界面调整适合于窗口：点击右侧工具栏的Fit View。
华东理工大学CAE实验报告作业
基于ANSYS MECHANIAL的门式起重机有限元分析摘要利用SOLIDWORKS软件进行模型的建立，然后利用ANSYS软件进行材料的选择、网格的划分、设定静力分析、动载荷分析、模态分析。
对门式起重机的模型进行有限元分析，将支撑脚固定，施加约束，在关键点上施加载荷。
分析静力，不同网格的求解结果，动载荷分析，最后将比较不同选择选择结果的不同影响。
关键词：ANSYS，门式起重机，网格，静力，映射网格划分，应力图，应力云图，矢量图1.背景和意义1.1背景门式起重机【1】是桥式起重机的一种变形，又叫龙门吊。
主要用于室外的货场、料场货、散货的卸妆作业。
它的金属结构像门型框架，承载主梁下安装两条支脚，可以直接在地面的轨道上行走，主梁两端可以具有外伸悬臂梁。
门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在港口货场得到广泛使用。
图1门式起重机ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computerAideddesign）软件接口，实现数据的共享和交换。
是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件。
目前，中国100多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件[2]。
1.2意义对门式起重机进行静强度计算分析、移动载荷下的受力分析以及振动模态分析，从ANSYS分析中得出最大应力以及位置点与最大变形量以及自振频率以及振型，为起重机动态特性设计和动力学分析提供了理论依据。
分析得出的最大应力变形以及自振频率可以帮助我们分析起重机的危险状态，从而避免破坏变形的发生。
cae技术在现代车身设计中的应用场景和贡献
cae技术在现代车身设计中的应用场景和贡献现代车身设计中，CAE（计算机辅助工程）技术在许多方面发挥了重要的作用，对于提高汽车的安全性、舒适性、性能和节能环保等方面做出了巨大贡献。
以下将详细介绍CAE技术在现代车身设计中的应用场景和贡献。
首先，CAE技术在车身刚度和强度分析中发挥了重要作用。
通过对车身结构进行有限元分析，可以预测新设计的车身结构是否能够满足刚度和强度的要求，避免了在实际制造之前进行大量的实验测试。
通过优化车身结构的材料和几何形状，可以减轻车身重量，提高整车的燃油经济性和驾驶性能。
其次，CAE技术在车身碰撞仿真中的应用非常广泛。
现代车辆在设计阶段需要经过大量的碰撞仿真来预测在不同碰撞情况下车身和乘员的受损情况。
通过模拟车辆与不同碰撞物的碰撞过程，可以分析车身是否能够在碰撞时保护乘员的安全。
同时，通过优化车身结构和材料的强度分布，可以提高车身在碰撞时的吸能能力，减小碰撞对乘员的伤害。
此外，CAE技术在车身振动和噪音分析中也发挥了重要作用。
在车辆行驶过程中，车身会受到发动机、悬挂系统、路面不平等因素的振动激励，从而产生噪音和不舒适的驾驶感受。
通过有限元分析和模态分析，可以预测车身的振动特性，并通过优化车身结构和材料的方式减小振动和噪音。
另外，CAE技术也可以模拟车内空间的声学特性，对车内噪音进行分析和优化，提高驾驶舒适性。
此外，CAE技术在空气动力学分析中也起到了重要作用。
通过CAE 技术可以对车身的气动特性进行模拟和优化，例如设计车身外形以减小空气阻力，改善车辆的燃油经济性。
此外，CAE技术还可以对车身的空气流动进行分析，预测车辆在高速行驶时的稳定性和操控性。
最后，CAE技术在车身生产过程中也发挥了重要作用。
通过CAE技术可以模拟车身的各种加工工艺，例如模具设计、冲压成形、焊接和涂装等，以优化生产过程和减少生产成本。
通过有限元分析，可以预测和避免车身在加工过程中出现的缺陷和变形。
综上所述，CAE技术在现代车身设计中的应用场景非常广泛，包括刚度和强度分析、碰撞仿真、振动和噪音分析、空气动力学分析以及生产过程仿真等方面。
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现代CAE技术大作业学生姓名学号教学院系专业年级任课老师职称单位完成时间2015 年6月1. 3D实体结构有限元力学分析图1 3D实体结构尺寸图结构尺寸(单位mm)见图1，轴承套受压力10MPa，底板底面固定不动。
材料1：E=2.0×105MPa，μ=0.3，σs=325MPa；材料2：E=2.5×105MPa，μ=0.28，σs=650MPa；材料3：E=1.8×105MPa，μ=0.25，σs=250MPa。
要求：用ANSYS的GUI建立实体模型及有限元力学模型，并分析计算结果a.交APDL文件；b.设置材料性质；c.网格模型用6面体网格(用Sweep扫描功能)；d.交结果图(实体模型和网格模型显示材料性质)；e.提交V on Mises应力计算云图结果及其最大变形结果云图；f.分析三种材料的安全系数和可能的危险位置；g.模型网格节点数、单元数分别是多少？解：a.交APDL文件APDL程序如下：b.设置材料性质c.网格模型用6面体网格(用Sweep扫描功能)d.交结果图(实体模型和网格模型显示材料性质)；图2 3D实体结构有限元实体模型图3 3D实体结构网格模型如图2和图3所示，分别建立该结构的有限元实体模型和网格模型。
其中，底板（V1）为材料1，轴套(V2)为材料2，挡板(V3)为材料3（其中，材料1、材料2、材料3的参数已经由题中给出）。
e.提交V on Mises应力计算云图结果及其最大变形结果云图；根据要求，底板固定不动因此对底板底面施加全约束，轴承套受压10MPa故在轴承套上施加压力10MPa，得到模型的V on Mises应力云图和合位移云图分别如图4和图5所示。
其最大应力在轴套及挡板处，最大变形发生在轴套处为0.07844mm。
Von Mises Stress(MPa)图4 Von Mises应力云图位移(mm)图5 合位移云图f.分析三种材料的安全系数和可能的危险位置；如图6～图8所示分别为各部件的V on Mises应力云图，便于对各部件的承载情况进行进一步分析。
Von Mises Stress(MPa)图6 底板Von Mises应力云图V on Mises Stress(MPa)图7 轴承套Von Mises应力云图V on Mises Stress(MPa)图8 挡板Von Mises应力云图根据应力云图可以看出，各部件的受力情况各不相同。
其中，底板、轴承套、挡板的最大等效应力分别为69.47MPa、196.34MPa和141.79MPa。
根据各部件的屈服强度（底板、轴承套、挡板分别为325MPa、650MPa和250MPa）计算得到各部件的安全系数，见表1。
表1 各部件承载及安全系数综上所述，该结构的最大受力位置在轴承套与挡板接触的位置。
由于挡板的屈服强度更低，安全系数也更低（见表1），因此，推测该结构可能的危险位置在挡板前表面与轴承套接触的位置，如图8所示。
g.模型网格节点数、单元数分别是多少？根据网络模型可知，该结构的节点数为92591，单元数为81590。
2.井眼稳定性与井筒压力地层岩石弹性模量 6.54×103MPa，泊松比：0.22，内聚力：18MPa，内摩擦角：28°。
地应力σ1=50MPa，σ2=(10～50)MPa，井筒内压p=(0～40)MPa，井眼直径220mm，取井眼周围约15倍井眼直径范围进行分析(即取3.0m)，用弹性和弹塑性有限元分析井眼径向位移变化、井壁周围的应力变化和井眼稳定性讨论。
要求：1. 用APDL编程序；2. 结果要求Word文件分析报告；3. 报告中曲线用Excel生成。
图9 井眼稳定性分析示意图解：1. 用APDL编程序APDL程序如下：2. 结果要求Word 文件分析报告如图10所示, 建立有限元模型，其中地应力σ1=50MPa ，σ2=(10～50)MPa ，井筒内压p=(0～40)MPa 。
图10 井壁稳定性分析有限元模型在保持地应力σ1不变的情况下，将σ2和p 从小到达逐次增大，得到不同地应力和井筒内压作用下井壁周围的径向位移和V on Mises 应力云图。
(1)当σ1=50MPa ，σ2=10MPa ，p=0MPa 时Von Mises Stress (MPa)ABCED图11 σ1=50MPa ，σ2=10MPa ，p=0MPa 时云图(2) 当σ1=50MPa ，σ2=20MPa ，p=10MPa 时图12 σ1=50MPa ，σ2=20MPa ，p=10MPa 时云图(3) 当σ1=50MPa ，σ2=30MPa ，p=20MPa 时径向位移(mm)V on Mises Stress (MPa)径向位移(mm)V on Mises Stress (MPa)图13 σ1=50MPa ，σ2=30MPa ，p=20MPa 时云图(4) 当σ1=50MPa ，σ2=40MPa ，p=30MPa 时图14 σ1=50MPa ，σ2=40MPa ，p=30MPa 时云图(5) 当σ1=50MPa ，σ2=50MPa ，p=40MPa 时径向位移(mm)Von Mises Stress (MPa)径向位移(mm)Von Mises Stress (MPa)图15 σ1=50MPa，σ2=50MPa，p=40MPa时云图由上述几种情况对应的云图可知，σ1保持不变的情况下，不同σ2和p的作用下，井壁周围最大应力的位置在模型的A点附近，即井壁上与最大水平地应力垂直的方向。
由于σ1>σ2，故有限元模型中CD边的径向位移始终大于AB边的径向位移。
且径向位移的数值均为负值，由此可以说明井筒在地应力作用下井壁受压。
特别地，当σ2=50MPa即σ1=σ2时，沿井壁各个方向的受力及位移均相等；从井眼沿径向向外到地层，V on Mises应力逐渐减小，且径向位移的绝对值逐渐增大（形变更大）。
3. 报告中曲线用Excel生成a) Von Mises应力变化b) 径向位移变化图16 不同井筒内压p下计算结果(σ1=50MPa，σ2=10MPa)径向位移(mm)a) Von Mises应力变化b) 径向位移变化图17 不同井筒内压p下计算结果(σ1=50MPa，σ2=20MPa)a) Von Mises应力变化b) 径向位移变化图18 不同井筒内压p下计算结果(σ1=50MPa，σ2=30MPa)a) Von Mises应力变化b) 径向位移变化图19 不同井筒内压p下计算结果(σ1=50MPa，σ2=40MPa)a) 径向位移变化b) Von Mises应力变化图20 不同井筒内压p下计算结果(σ1=50MPa，σ2=50MPa)如图16～图20所示，沿井眼AC路径，在σ1保持不变的情况下，取不同的σ2和p得到井眼周围的V on Mises应力和径向位移。
采用Excel曲线分析可知，0︒的径向位移为正值，沿井眼AC方向（角度从0︒到90︒），径向位移逐渐减为负值；由此可以说明平行于水平最大主应力的方向井眼受外压，而垂直于水平最大主应力的方向井眼受内压；随着井筒内压p的增加，井眼上相同位置的径向位移增大，即井眼上的点在径向上逐渐向外移动。
V on Mises应力的最大值出现在在0︒～30︒范围内，而最小值出现在60︒～90︒范围内。
在不同σ2作用下，井眼周围的V on Mises应力和径向位移都不相同。
特别地，当σ2=σ1=50MPa时，即井眼处于均匀地应力条件下，沿井眼AC路径的V on Mises 应力和径向位移基本不变化，说明均匀地应力条件下井眼各方向的受力情况均相同。
3. 钢板受力分析钢板：E=2.1×105MPa，v=0.3，材料屈服应力：650MPa，厚度=25mm；p=30MPa。
1.求孔眼附近σx的值(用路径曲线分析)，钢板内σx、σy、τxy以及V on Mises的应力场分布，形成Word文件分析报告。
2. p约为多少时，钢板开始屈服，钢板內最大V on Mises应力发生在什么位置？孔眼内壁附近的位移变化以及各种应力变化等值线云图，形成分析报告。
要求：1. 用APDL编程序。
2. 结果要求Word文件分析报告。
3. 报告中曲线用Excel生成。
图21 钢板受力分析示意图解：1. 用APDL编程序APDL程序如下：2. 结果要求Word 文件分析报告3. 报告中曲线用Excel 生成图22 钢板受力分析有限元模型如图22所示，建立钢板的有限元模型。
如图23所示，在钢板右侧施加p=30MPa 的压力，得到钢板的受力云图。
a) Von Mises 应力图b) X 方向应力图Von Mises Stress (MPa)X 方向应力 (MPa)A CEB Dc) Y方向应力图d)X Y方向切应力图图23 钢板受力云图(p=30MPa)如图23所示，孔眼附近的最大V on Mises应力出现在有限元模型对应的C点附近，而A 点附近的等效应力最小；A点附近的X方向应力和Y方向应力均为正值，而C点附近的X 方向应力和Y方向应力均为负值；孔眼附近最大切应力出现在60︒附近。
如图24所示，采用Excel作出沿井眼AC路径计算孔眼周围的X方向应力变化曲线。
压力p平行作用于AB边，A点的X方向应力为0；沿AC方向随着角度的逐渐增加，X方向应力在0︒～30︒范围内为正值，在30︒～90︒范围内为负值，且负值的绝对值远远大于0︒～30︒的正值。
图24孔眼附近的X方向应力曲线XY方向切应力(MPa)Y方向应力(MPa)如图25所示，当p=214MPa时，钢板的最大V on Mises应力达到653MPa，超过了材料的屈服强度(650MPa)，材料已经开始屈服。
孔眼附近的最大V on Mises应力出现在C点附近，为653.002MPa，也超过了材料的屈服强度，最小V on Mises应力在A点附近。
a) Von Mises应力b) X方向应力c) Y方向应力Von Mises Stress(MPa)X方向应力(MPa)Y方向应力(MPa)d) XY切应力图25钢板受力云图(p=214MPa)图26钢板位移云图(p=214MPa)如图26所示，为p=214MPa时钢板的位移云图。
由于受到模型约束，AB边的Y方向位移和CD边的X方向位移均为0；模型的X方向位移绝对值由左向右逐渐增大，Y方向位移绝对值从下向上逐渐增大；整个钢板的合位移最大值出现在BE边，而最小值在孔眼C点附近。
XY方向切应力(MPa)X方向位移(mm)Y方向位移(mm)合位移(mm)4. 桁架受力分析结构均为圆形钢材桁架。
直径5mm。
材料特性：E=2.0*1011N/m2，v=0.3。