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1、学号：课程设计题目材料成型CAE综合实验学院材料科学与工程学院专业材料成型及控制工程班级姓名指导教师2011年12月16日实验课程名称：材料成型CAE综合实验一实验项目名称桁架的结构分析实验成绩实验者专业班级组别同组者实验日期2011年12月13日一部分：实验预习报告（包括实验目的、意义，实验基本原理与方法，主要仪器设备及耗材，实验方案与技术路线等）一）实验目的掌握用ANSYS进行有限元结构分析的基本过程。二）基本原理和方法结构分析是有限元分析的基础内容，也是材料成型过程模拟的主要内容。有限元法
2、是一种离散化的数值计算方法。离散后的单元和单元之间只通过节点相联系，所有场变量（位移、应力、温度等）都通过节点进行计算。对于每个单元，选取适当的插值函数，使得在子域内部、子域分界面上以及子域与外界分界面上都满足一定的条件。然后把所有单元的方程都组装起来，就得到整个结构的方程组。求解方程组，就可以得到方程的近似解。有限元刚度分析法的步骤：1）建立几何模型；2）对几何模型进行离散化处理；3）将单元节点位移作为基本未知量；4）选择位移模式；5）确定单元应变与位移、应力与应变的关系；6）根据虚功原理建立
3、单元中节点力与节点位移的关系；7）根据作用力等效原则将每个单元所受的载荷移置到该单元的节点上；8）将各单元的刚度方程叠加，组装成整体刚度方程；9）根据边界条件修改刚度方程，消除刚体位移；10）求解整体刚度方程，得到节点位移；11）根据相应方程求解应力和应变；12）利用计算机图形方式，将计算结果以变形网格、等值线、彩色云图、动画等方式进行显示与分析。从应用角度看（如用ANSYS分析软件），整个过程可分为：l前处理：步骤1）、2）l加载求解：步骤7）、9）、10）、11）l后处理：步骤12）其余为软
4、件自动进行。三）实验内容桁架结构如图所示，各节点等距离分布，1、2节点间距1m，集中力P=10KN，确定桁架各杆件内力。第二部分：实验过程记录（可加页）（包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）上机实验步骤（GUI法，参考）建立文件：UtilityMenu>File>ChangeDirectory>intoyours>OKUtilityMenu>JFile>obname>truss>OK定义单元类型：Mainmenu>Preference>Strucrtural>OKMainM
5、enu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete>Add>Link2DSpar1>OK>CloseMainMenu>Preprocessor>RealConstants>Add/Edit/Delete>Add>LINK1>OK>AREA:0.1>OK>Close定义材料属性：MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Strucrural>Linear>Elastic>Isotropic>EX:30
6、E6,PRXY:0.3>OK生成节点：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>InActiveCS>Node1:0,0,0>Apply>Node2:1,0,0>Apply同理：Node3:2,0,0>Node4:3,0,0>Node5:4,0,0>Node6:3,1,0>Node7:2,1,0>Node8:1,1,0>OKUtilityMenu>PlotCtrls>Numbering>NODENodeNumbersOn>OK生成单元：MainMen
7、u>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>AutoNumbered>ThruNodes>Pick1,2>Apply>Pick2,3>Apply>同理：3,4>4,5>5,6>4,6>3,6>3,7>2,8>1,8>7,8>6,7>OK施加位移约束和载荷：MainMenu>Solution>DefinedLoads>Apply>Structural>Displacement>OnNodes>Pick1,3>Lab2:UY>Apply>Pick5>Lab2:UX
8、,UY>OKMainMenu>Solution>DefinedLoads>Apply>Structural>Force/Moment>OnNodes>Pick2,4,7>Lab:FY,VALUE:-10000>OK求解：MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS>OK>Close后处理：绘制变形图：MainMenu>GeneralPostprocessor>PlotResults>DeformedShape>DefShapeonly>OK（对显示结果进行存储：Utilit
