有限元分析报告大作业

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ansys有限元分析报告作业

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有限元作业报告班级:学号:姓名:指导教师:日期:2014.8目录题目描述 (3)题目分析 (3)操作步骤 (4)1.定义工作文件名和工作标题..` (4)2. 定义单元类型和材料属性 (4)3.导入几何模型 (7)4.生成有限元网格 (8)5.施加约束和载荷 (9)结果显示 (10)结果分析 (13)题目描述:日常所用的凳子的简易建模与分析上板凳腿下牙条上牙条材料参数:弹性模量E=11GPa,泊松比v=0.33,密度ρ=450kg/m3题目分析:凳子由四根凳腿支撑,凳腿之间有牙条连接,凳子的上表面受到向下的应力。

对于板凳,其主要承受的力来自于板面所受到的压力。

日常生活中,其所受到的力不是很大,而且受力接近均匀,故在ansys分析过程中可以通过给予板面一定的压力来模拟人坐在上面时它所承受的力,以此来分析其所产生的应力应变,从而可以通过分析局部应力应变,来优化其结构,达到延长其使用寿命的目的,这也是本次利用ANSYS分析的缘由。

对于面上的模拟力,我们以成年人50kg的重量均匀分布在凳面上,根据事先测量好的板凳参数(单位mm):上板尺寸为350×250×15,凳腿尺寸为40×30×400。

由以上参数确定板面所受压强为:()Pa50=10⨯g⨯/=取F=5500Pa÷mNKgmKF571425.035.0操作步骤:1.定义工作文件名和工作标题1)定义工作文件名。

菜单方式:执行Utility Menu-File→Change Jobname-youxianyuan,单击OK按钮。

命令行方式:/FILENAME2)定义工作标题。

菜单方式:执行Utility Menu-File→Change Tile-dengzi,单击OK 按钮。

命令行方式:/TITLE2.定义单元类型和材料属性1)定义单元类型(1)选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令,弹出如图所示[Element Types]对话框。

有限元的大作业报告示例

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1.题目概况
矩形板尺寸如下图1,板厚为5mm。

材料弹性模量为
松比μ= 0.27 。

施加约束和载荷并讨论:

1 计算简图
1.1基本数据
E = 2⨯105N/mm2,泊
序号载荷约束备注42 向下集中载荷F=800N, 作用于cd 边3/4 处(近d) c d 点简支
1.2分析任务/分析工况
讨论板上开孔、切槽等对于应力分布的影响。

(载荷约束组合不变)。

提示:各种圆孔,椭圆孔随大小、形状、数量,分布位置变化引起的应力分布变化;各种形状,大小的切槽及不同位置引起应力分布的变化等,选择二至三种情况讨论,并思考其与机械零部件的构型的相对应关系。

2.模型建立
2.1单元选择及其分析
由于平板长宽分别为300x100,故可取网格单元大小为1。

如图:
2.2模型建立及网格划分
模型按单元为1 划分后的网格大小如图所示:
2.3载荷处理
向下集中载荷F=800N, 作用于cd 边3/4 处(近d) c d 点简支
3.计算分析
3.1位移分布及其分析
(1)位移分布如图:。

有限元分析大作业 展示

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二 不同单元对计算结果的影响
实例:一简支梁,各项数据如表所示:
q / kN l / m b / m h / m E / GPa

0.25
Hale Waihona Puke 100161
3
200
分析其变形和 受力情况。 (分析均取梁 结构的一半进 行计算)
对本例分别采用3节点三角形、4节点矩形、8节点六 面体、20节点六面体进行计算分析,且用平面单元分析时, 还考虑网格的划分不同对结果的影响,分别对梁高划分15 和30等份进行计算, 比较结果。 用平面plane 42 单元建立模型,建模图如下:
谱分析整体结果列表
之后读取结果,在File>Read Input from 里面选择 “.MCOM” 文件,查看各个结果。
谱分析6个节点的反作用力表
读取第一组结果的变形和应力图,如下图 所示:
第一组结果的变形图
第一组结果的应力图
3. 时程分析 实例:上题的三层框架结构,施加了两个x方向大小随时 间变化的力(如下图所示),进行时程分析,最后选择节 点,绘制时程图。
梁高划分30等份三角形3节点建模图
梁高划分15等份三角形3节点建模图
梁高划分30等份4节点矩形建模 图
梁高划分15等份4节点矩形建模图
用六面体8节点单元solid 45和六面体20节点单元solid 95进行分析,建模图如下:
六面体8节点建模图
六面体20节点建模图
各个分析数据均是结构的x方向的应力图,最后进过 汇总,所得的结果如下:
计算分以下几歩完成: 1. 设置为模态分析,进行模态分析求解; 2. 设置为谱分析,输入单点响应谱的频率和 谱值之后(阻尼为0),获得谱解; 3. 再设置为模态分析,扩展模态,扩展5阶模 态,进行扩展模态求解; 4. 最后设置成谱分析,进行模态叠加,选择 SRSS方法,输出类型为Displacement , 最后求解,得出结果,整体结果如下图:

有限元分析报告大作业

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《有限元分析》大作业基本要求:1. 以小组为单位完成有限元分析计算,并将计算结果上交;2. 以小组为单位撰写计算分析报告;3. 按下列模板格式完成分析报告;4. 计算结果要求提交电子版,一个算例对应一个文件夹,报告要求提交电子版和纸质版。

《有限元分析》大作业小组成员:储成峰李凡张晓东朱臻极高彬月Job name :banshou完成日期:2016-11-22一、问题描述(要求:应结合图对问题进行详细描述,同时应清楚阐述所研究问题的受力状况和约束情况。

图应清楚、明晰,且有必要的尺寸数据。

)如图所示,为一内六角螺栓扳手,其轴线形状和尺寸如图,横截面为一外接圆半径为0.01m的正六边形,拧紧力F为600N,计算扳手拧紧时的应力分布<图1扳手的几何结构(要求:针对问题描述给出相应的数学模型,应包含示意图,示意图中应有必要的尺寸数据;数学模型图2数学模型如图二所示,扳手结构简单,直接按其结构进行有限元分析。

三、有限元建模3.1单元选择(要求:给出单元类型,并结合图对单元类型进行必要阐述, 包括节点、自由度、 实常数等。

)图3单元类型扳手截面为六边形,采用4节点182单元,182单元可用来对固体结构进行如进行了简化等处理,此处还应给出文字说明。

)Figure 1B2.1: PLANE1S2 Geometry二维建模。

182单元可以当作一个平面单元,或者一个轴对称单元。

它由4个结点组成,每个结点有2个自由度,分别在x,y方向。

扳手为规则三维实体,选择8节点185单元,它由8个节点组成,每个节点有3个自由度,分别在x,y,z方向。

3.2实常数(要求:给出实常数的具体数值,如无需定义实常数,需明确指出对于本问题选择的单元类型,无需定义实常数。

)因为该单元类型无实常数,所以无需定义实常数3.3材料模型(要求:指出选择的材料模型,包括必要的参数数据。

)对于三维结构静力学,应力主要满足广义虎克定律,因此对应ANSYS^的线性,弹性,各项同性,弹性模量EX 2e11 Pa,泊松比PRXY=0.33.4几何建模由于扳手结构比较简单,所以可以直接在ANSYS软件上直接建模,在ANSYS建立正六边形,再创立直线,面沿线挤出体,得到扳手几何模型VULUHES 1TYPE NUMEZ图4几何建模3.5网格划分方案(要求:指出网格划分方法,网格控制参数,最终生成的单元总数和节点总数,此外还应附上最终划分好的网格截图。

有限元分析大作业报告

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有限元分析大作业报告一、引言有限元分析是工程领域中常用的数值模拟方法,通过将连续的物理问题离散为有限个子区域,然后利用数学方法求解,最终得到数值解。

有限元分析的快速发展和广泛应用,为工程领域提供了一种强大的工具。

本报告将介绍在大作业中所进行的有限元分析工作及结果。

二、有限元模型建立本次大作业的研究对象是工程结构的应力分析。

首先,通过对结构进行几何建模,确定了结构的尺寸和形状。

然后,将结构离散为有限个单元,每个单元又可以看作一个小的子区域。

接下来,为了求解结构的应力分布,需要为每个单元确定适当的单元类型和单元属性。

最后,根据结构的边界条件,建立整个有限元模型。

三、材料属性和加载条件在建立有限元模型的过程中,需要为材料和加载条件确定适当的参数。

本次大作业中,通过实验获得了结构材料的弹性模量、泊松比等参数,并将其输入到有限元模型中。

对于加载条件,我们选取了其中一种常见的加载方式,并将其施加到有限元模型中。

四、数值计算和结果分析为了求解结构的应力分布,需要进行数值计算。

在本次大作业中,我们选用了一种常见的有限元求解器进行计算。

通过输入模型的几何形状、材料属性和加载条件,求解器可以根据有限元方法进行计算,并得到结构的应力分布。

最后,我们通过对计算结果进行分析,得出了结论。

五、结果讨论和改进方法根据计算结果,我们可以对结构的应力分布进行分析和讨论。

根据分析结果,我们可以得出结论是否满足设计要求以及结构的强度情况。

同时,根据分析结果,我们还可以提出改进方法,针对结构的特点和问题进行相应的优化设计。

六、结论通过对工程结构进行有限元分析,我们得到了结构的应力分布,并根据分析结果进行了讨论和改进方法的提出。

有限元分析为工程领域提供了一种有效的数值模拟方法,可以帮助工程师进行结构设计和分析工作,提高设计效率和设计质量。

【1】XXX,XXXX。

【2】XXX,XXXX。

以上是本次大作业的有限元分析报告,总结了在建立有限元模型、确定材料属性和加载条件、数值计算和结果分析等方面的工作,并对计算结果进行讨论和改进方法的提出。

有限元分析大作业

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有限元大作业一题目要求:图1所示为一悬臂梁,在端部承受载荷,材料弹性模量为E,泊松比为1/3,悬臂梁的厚度(板厚)为t,若该粱被划分为两个单元,单元和节点编号如图所示,试按平面应力问题计算各个节点位移计支反力。

一、单元划分1.计算简图及单元划分如下所示:2.进行节点及单元编号节点i j m单元① 2 3 4② 3 2 13.节点坐标值节点号1 2 3 4坐标值X 2 2 0 0Y 1 0 1 0二、计算单元刚度矩阵1、计算每个单元面积△以及i b ,i c (m j i i ,,=) ①②单元的面积相等,即12121=⨯⨯=∆ 单元①的i b ,i c⎩⎨⎧=--==-=0)(1m j i m j i y x c y y b ⎩⎨⎧=--==-=2)(0i m ji m j x x c y y b ⎩⎨⎧-=--=-=-=2)(1j i mj i m y x c y y b 对平面应力问题,其表达式为[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-+-+-+-+∆-=s r s r sr s r s r s r s r s r b b uc c cb u b uc b c u c ub c c u b b u Et Krs 21212121)1(42 然后对单元①求解单元刚度子矩阵2==i r 2==i s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=3/1001329)1(22Et K 2==i r 3==j s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=03/23/20329)1(23Et K2==i r 4==m s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=3/13/23/21329)1(24Et K 3==j r 3==j s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=4003/4329)1(33Et K 3==j r 2==i s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=03/23/20329)1(32Et K 3==j r 4==m s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=43/23/23/4329)1(34Et K 4==m r 4==m s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=3/133/43/43/7329)1(44Et K 4==m r 2==i s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=3/13/23/21329)1(42Et K 4==m r 3==j s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=43/23/23/4329)1(43Et K由子矩阵[]e rs K 合成单元刚度矩阵[]⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----------------=3/133/443/23/13/23/43/73/23/43/2143/24003/23/23/403/43/203/13/203/23/103/213/2001329)1(Et K将单元①的单元刚度矩阵补零升阶变为单元刚度矩阵,其在总体刚度矩阵中的位置为:节点号→单元②的i b ,i c⎩⎨⎧=--=-=-=0)(1m j im j i y x c y y b ⎩⎨⎧-=--==-=2)(0i m ji m j x x c y y b ⎩⎨⎧=--==-=2)(1j i mj i m y x c y y b 然后对单元 求解单元刚度子矩阵:3==i r 3==i s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=3/1001329)2(33Et K 3==i r 2==j s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=03/23/20329)2(32Et K 3==i r 1==m s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=3/13/23/21329)2(31Et K 1 2 3 412[])1(22K[])1(23K[])1(24K3[])1(32K[])1(33K[])1(34K4[])1(42K[])1(43K[])1(44K2==j r 2==j s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=4003/4329)2(22Et K 2==j r 3==i s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=03/23/20329)2(23Et K 2==j r 1==m s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=43/23/23/4329)2(21Et K 1==m r 1==m s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=3/133/43/43/7329)2(11Et K 1==m r 3==i s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=3/13/23/21329)2(13Et K 1==m r 2==j s []⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=43/23/23/4329)2(12Et K 由子矩阵[]e rs K 合成单元刚度矩阵[]⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----------------=3/133/443/23/13/23/43/73/23/43/2143/24003/23/23/403/43/203/13/203/23/103/213/2001329)2(Et K将单元②的单元刚度矩阵补零升阶变为单元贡献矩阵,其在总体刚度矩阵中的位置为:节点号→1 2 3 41 [])2(11K[])2(12K[])2(13K2 [])2(21K[])2(22K[])2(23K3 [])2(31K [])2(32K [])2(33K 4三、计算总体刚度矩阵总体刚度矩阵是由各单元的贡献矩阵迭加而成)2()1(][][][][K K K K e +==∑四、进行节点约束处理根据节点约束情况,在总刚矩阵中可采用划行划列处理约束的方法,由题目易知,节点3和4的已知水平位移和垂直位移都为零,划去其相对应的行和列,则总刚矩阵由8阶变为4阶,矩阵如下:⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------2/02/03/13043/203/73/23/443/23/133/43/23/43/43/73292211p p v u v u Et329][Et K =1 2 3 413/133/43/43/743/23/23/4----3/13/23/21----000243/23/23/4----3/13003/73/43/403/13/23/21----33/13/23/21----3/43/403/13003/743/23/23/4----40003/13/23/21----43/23/23/4----3/133/43/43/7化简⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------Et p Et p v u v u 3/1603/160130122072412213424472211 五、求解线性方程组方法:采用LU 分解法 1.求解矩阵[]U 各元素⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------75/10775/640075/6475/353007/767/27/7502447~7/877/87/7607/87/337/207/767/27/7502447~13012207241221342447⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----353/44900075/6475/353007/767/27/7502447~ 得到的[]U 矩阵如下:[]⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----=353/44900075/6475/353007/767/27/7502447U 2.求解矩阵[]L 各元素⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----13012207241221342447353/44900075/6475/353007/767/27/75024471353/6475/767/20175/27/40017/40001 得到的[]L 矩阵如下:[]⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------=13012207241221342447L3.进行求解⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧---=⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=Et p Et p Et p y Et p Et p Ly 79425/850800225/323/1603/1603/160⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----⇒=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡Et p Et p Et p v u v u y v u v u U 79425/850800225/323/160353/44900075/6475/353007/7675/27/750244722112211 解得Et p v /422.82-= Et p u /497.12-= Et p v /028.91-= Et p u /897.11=于是求得各节点的位移为:⎩⎨⎧-==Etp v Etp u /028.9/897.111 ⎩⎨⎧-=-=Etp v Etp u /422.8/497.122 ⎩⎨⎧==033v u ⎩⎨⎧==044v u 六、求解相应的支反力(运用静力学的平衡方程进行求解)3号节点和4号节点的支反力如下图所示:。

有限元大作业报告

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有限元计算分析报告***********院&……*设计专业2008年六月目录试题一 (1)试题二 (4)试题三 (6)试题四 (8)试题一问题描述:图示为一带圆孔的单位厚度的正方形平板,在x 方向作用均布压力0.25Mpa ,试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对平板进行有限元分析。

图1.(1)分析:(1)该平板的受力属于平面应力问题,在对称外载荷的作用下,模型的受力也是对称的。

故而对该问题也可以简化为4/1平板倒圆角的模型。

在对称均布压力作用下,平板的内部应力图也应该是对称的,平板受到沿x 方向的正应力x σ和y 方向的应力y σ,板面上没有力的作用,即:0=zy τ,0=zx τ。

垂直于板面没有正应力作用,z σ=0。

即该数学模型与z 无关,仅仅是x 、y 的函数。

(2)简化为41平板计算时,可以将倒圆左边界视作x 约束而y 方向无约束,下边界视作y 方向有约束而x 方向没有约束。

分别用三节点和六节点画出单元网格。

(3) 由于平板的中间孔存在集中应力,所以在孔的附近的有限元网格需要细化,而远离孔的网格就可以不画那么细了。

有限元网格划分结果如下图1.(2)所示;数学建模:按照1/4计算,取点(0,0,0),由矢量(0.024,0.024,0)通过surface 创建平面,再建立2DArcangle 画出90度圆弧,将平面打断删去多余部分便得到了几何模型。

六节点应力图六节点应变图三节点应力图三节点应变图三节点不同数目网格应力图三节点不同数目网格数目应变图试题二问题描述:图示 2.(1)为带方孔(边长为80mm)的悬臂梁,其上受部分均布载荷(p=10Kn/m)作用,试采用一种平面单元,对图示两种结构进行有限元分析,并就方孔的布置进行分析比较,如将方孔设计为圆孔,结果有何变化?(板厚为1mm,材料为钢)分析:(1)该题同第一个问题一样是属于平面问题,是平面的应变问题。

(2)平面及面内无z方向应力分量,且限制了z向位移。

(完整word版)有限元分析大作业报告要点

(完整word版)有限元分析大作业报告要点

有限元分析大作业报告试题1:一、问题描述及数学建模图示无限长刚性地基上的三角形大坝,受齐顶的水压力作用,试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析,并对以下几种计算方案进行比较:(1)分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算;(2)分别采用不同数量的三节点常应变单元计算;(3)当选常应变三角单元时,分别采用不同划分方案计算。

该问题属于平面应变问题,大坝所受的载荷为面载荷,分布情况及方向如图所示。

二、采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算1、有限元建模(1)设置计算类型:两者因几何条件和载荷条件均满足平面应变问题,故均取Preferences 为Structural(2)选择单元类型:三节点常应变单元选择的类型是Solid Quad 4 node182;六节点三角形单元选择的类型是Solid Quad 8 node183。

因研究的问题为平面应变问题,故对Element behavior(K3)设置为plane strain。

(3)定义材料参数:弹性模量E=2.1e11,泊松比σ=0.3(4)建几何模型:生成特征点;生成坝体截面(5)网格化分:划分网格时,拾取lineAB和lineBC,设定input NDIV 为15;拾取lineAC,设定input NDIV 为20,选择网格划分方式为Tri+Mapped,最后得到600个单元。

(6)模型施加约束:约束采用的是对底面BC 全约束。

大坝所受载荷形式为Pressure ,作用在AB 面上,分析时施加在L AB 上,方向水平向右,载荷大小沿L AB 由小到大均匀分布。

以B 为坐标原点,BA 方向为纵轴y ,则沿着y 方向的受力大小可表示为:}{*980098000)10(Y y g gh P -=-==ρρ2、 计算结果及结果分析 (1) 三节点常应变单元三节点常应变单元的位移分布图三节点常应变单元的应力分布图(2)六节点三角形单元六节点三角形单元的变形分布图六节点三角形单元的应力分布图①最大位移都发生在A点,即大坝顶端,最大应力发生在B点附近,即坝底和水的交界处,且整体应力和位移变化分布趋势相似,符合实际情况;②结果显示三节点和六节点单元分析出来的最大应力值相差较大,原因可能是B点产生了虚假应力,造成了最大应力值的不准确性。

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基于ANSYS软件的有限元分析报告
机制1205班杜星宇U201210671
一、概述
本次大作业主要利用ANSYS软件对桌子的应力和应变进行分析,计算出桌子的最大应力和应变。

然后与实际情况进行比较,证明分析的正确性,从而为桌子的优化分析提供了充分的理论依据,并且通过对ANSYS软件的实际操作深刻体会有限元分析方法的基本思想,对有限元分析方法的实际应用有一个大致的认识。

二、问题分析
已知:桌子几何尺寸如图所示,单位为mm。

假设桌子的四只脚同地面完全固定,桌子上存放物品,物品产生的均匀分布压力作用在桌面,压力大小等于300Pa,其中弹性模量E=9.3GPa,泊松比μ=0.35,密度ρ=560kg/m3,分析桌子的变形和应力。

将桌脚固定在地面,然后在桌面施加均匀分布的压力,可以看作对进行平面应力分析,桌脚类似于梁单元。

由于所分析的结构比较规整且为实体,所以可以将单元类型设为八节点六面体单元。

操作步骤如下:
1、定义工作文件名和工作标题
(1)定义工作文件名:执行Utility Menu/ File/Change Jobname,在弹出Change Jobname 对话框修改文件名为Table。

选择New log and error files复选框。

(2)定义工作标题:Utility Menu/File/ Change Title,将弹出Change Title对话框修改工作标题名为The analysis of table。

(3)点击:Plot/Replot。

2、设置计算类型
(1)点击:Main Menu/Preferences,选择Structural,点击OK。

3、定义单元类型和材料属性
(1)点击:Main Menu/Preprocessor/Element Type/Add/Edit/Delete,点击Add,选择Solid>Brick 8 node 185,点击OK,点击Close。

(2)点击Main menu/preprocessor/Material Props/Material Models / Structural/ Linear/ Elastic/Isotropic,设置EX为9.3e9,PRXY为0.35,点击density,设置DENS 为560.
三、有限元建模
考虑到需要分析的结构比较简单,所以直接采用ANSYS建模,操作步骤如下:
1、绘制桌子面板
Main menu/preprocessor/Modeling/Create/Vloumes/Block/By Dimensions
参数如下:
2、绘制桌腿
其中一条:Main menu/preprocessor/Modeling/Create/Vloumes/Block/By Dimensions 参数如下:
同上,绘制另外三条桌腿,参数如下:
3、合并桌面与桌腿
点击Preprocessor/modeling/operate/Booleans/add/volumes,点pick all,点击ok 结束关闭对话框,建模完成。

四、有限元试算
1、划分网格
点击Mian Menu/Preprocessor/Meshing/MeshTool,设置globle尺寸为10;
点击Mian Menu/Preprocessor/Meshing/Mesh/Volumes/Free,选定模型,点击OK。

2、施加边界条件
(1)施加约束:点击MainMenu/ Preprocessor/ Loads/ DefineLoads/ Apply/ Structural/ displacement/ On Lines,选择四只脚的底边,与地面固定。

(2)施加载荷:点击MainMenu/ Preprocessor/ Loads/ DefineLoads/ Apply/ Structural/ Pressure/ On Areas,设置VALUE load PRES value为300。

(3)求解:点击Main Menu/ Solution/ Solve/ Current LS,关闭窗口,点击OK开始进
行计算求解。

(4)列出节点结果:点击main mean>general postproc>list results>nodal solution 选择stress >von mises stress。

截取一部分如下图:
(5)查看位移云图:
点击Main Menu/General Postproc/Plot Result/Contour Plot/Nodal Solu,选择Nodal Solution/Dof Solution/Displacement Vector sum。

(6)查看应力云图:
点击Main Menu/General Postproc/Plot Result/Contour Plot,选择Nodal Solution/Stress/von Mises stress。

五、结果正确性分析
通过计算结果来看,理论结果显示与实际情况基本一致,可以初步认定结果正确,所采用的基本假设和力的施加方式等没有出现问题。

六、改进分析
分析过程中软件出现如下提示:
因此我们可以通过采用中间节点进行计算或者将八节点单元换成十节点单元的方式提高对本次模型的分析精度。

七、总结及体会
通过本次大作业,我了解了ANSYS软件的界面和基本功能,初步掌握了使用ANSYS软件求解问题基本步骤;初步掌握了使用ANSYS软件求解各种基本结构类型的静力学问题的方法。

通过使用有限元分析法可以变连续结构为离散结构,取代了传统的理论分析。

通过ANSYS软件可以比较精确地反映各点的受力情况。

在面载荷的作用下,虽然等效应力比较小,但是由于桌子结构的原因,桌面中间部分所受的应力还是比较大,可以在桌腿间增加交叉杆、增加桌面厚度、或者改用更好的材料来改善这种情况。

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