有限元分析大作业试题1204

有限元分析习题及大作业试题

要求：1）个人按上机指南步骤至少选择习题中3个习题独立完成，并将计算结果上交；

2）以小组为单位完成有限元分析计算；

3）以小组为单位编写计算分析报告；

4）计算分析报告应包括以下部分：

A、问题描述及数学建模；

B、有限元建模（单元选择、结点布置及规模、网格划分方

案、载荷及边界条件处理、求解控制）

C、计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分

析评判）

D、多方案计算比较（结点规模增减对精度的影响分析、单

元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的

影响分析等）

E、建议与体会

4） 12月25日前必须完成，并递交计算分析报告（报告要求打印）。

习题及上机指南：（试题见上机指南）

例题1 坝体的有限元建模与受力分析 例题2 平板的有限元建模与变形分析 例题1：平板的有限元建模与变形分析

计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: plane

0.5 m

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板承受均布载荷：1.0e5 Pa

图1－1 受均布载荷作用的平板计算分析模型

1.1 进入ANSYS

程序 →ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: plane →Run

1.2设置计算类型

ANSYS Main Menu : Preferences →select Structural → OK 1.3选择单元类型

ANSYS Main Menu : Preprocessor →Element T ype →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element T ypes window) → Options… →select K3: Plane stress w/thk →OK →Close (the Element T ype window)

1.4定义材料参数

ANSYS Main Menu : Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY :0.3 → OK

1.5定义实常数

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add… →select T ype 1→ OK →input THK:1 →OK →Close (the Real Constants Window)

1.6生成几何模型

9生成特征点

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS→依次输入五个点的坐标：input:1(0,0),2(1,0), 3(1,1),4(0,1),5(0.5,0.5) →OK

9生成平板

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →Through KPS→连接特征点1,2,5 →Apply →连接特征点2,3,5 →Apply →连接特征点3,4,5 →Apply →连接特征点4,1,5 →OK

1.7 网格划分

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing→Mesh Tool →(Size Controls) lines: Set →Pick All(in Picking Menu) →input NDIV:1→OK→(back to the mesh tool window)Mesh: Areas, Shape: Tri, Free →Mesh →Pick All (in Picking Menu) → Close( the Mesh T ool window)

1.8 模型施加约束

9给模型施加x方向约束

Solution→Define Loads →Apply→Structural →Displacement→ On Lines→拾取模型Menu:

Main

ANSYS

左部的竖直边：Lab2: UX →OK

9施加y方向约束

Solution→Define Loads →Apply→Structural →Displacement→ On Keypoints→拾取Menu:

Main

ANSYS

4# 特征点：Lab2: UY →OK

1.9 分析计算

ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS→OK(to close the solve Current Load Step window) →OK

1.10 结果显示

ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results→Deformed Shape…→select Def + Undeformed→OK (back to Plot Results window) →Contour Plot→Nodal Solu →select: DOF solution, UX,UY, Def + Undeformed →OK

1.11 退出系统

ANSYS Utility Menu: File→ Exit →Save Everything→OK