有限元方法及软件应用课程

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1、《有限元方法及软件应用》课程有限元分析软件COSMOSDesignSTAR实验指导书王文静编李强审机械工程实验教学中心5目录前言…..……….……………………………………………………………………2实验一、梁的有限元建模与应力、变形分析…………………………………….3实验二、薄壁支架的应力与变形分析（壳单元）………………………………6实验三、薄壁支架的应力与变形分析（壳单元）(续)…………………………10实验四、轮对受力分析（装配体分析）…………..……………………………13实验五、漏斗结构应力分析…………

2、……………………………………………165前言《有限元方法及软件应用》课程上机实验是为了配合该课程的理论教学和后期的课程设计而开展，同时也为学生进一步开展毕业设计奠定基础。实验名称：《有限元分析软件COSMOSDesignSTAR》上机实验实验学时：20学时实验目的：1、使用先进设计工具能力的培养；2、培养和发挥学生的创造和想象能力；3、促进对理论教学环节中所获知识的理解和巩固；4、通过简单算例和工程实例的动手操作，使学生了解有限元分析的基本思想和分析过程，掌握有限元分析工具COSMOS软件，并具备初步处理

3、工程问题的能力。使用软件：COSMOSDesignSTAR软件实验内容：本上机实验课每班共安排了4次实验，即1.梁的有限元建模与变形分析2.薄壁支架的应力与变形分析3.薄壁支架的应力与变形分析(续)4.轮对受力分析5.结构应力与变形分析具体实验内容见后。5实验二薄壁支架的应力与变形分析（壳单元）StressandDeformationAnalysisofaThinBracket(ShellModel)如下图所示，薄壁支座承受载荷大小为1000N，孔边固定，请分析该支座的应力与变形。分析步骤创建模型（Cre

4、atingModal）：1．在SolidWorks/SolidEdger中创建实体模型shell.sldprt/.par(参照附图尺寸)2．启动COSMOSDesignSTAR，打开shell.sldprt/.parOpenthefilebeam1.sldprt/.par.建立分析(MakingAnalysis)：1在浏览器中，右键点击shell组件，在弹出菜单中选择study，study对话框弹出。2在study对话框中点击Add，在弹出的studyname对话框中填入一个分析的名称，如“shell”3

5、在分析类型的下拉框中选择Static,ShellMesh。4点击OK，分析的名称将显示在列表中，这样一个shell的分析就建立了。创建外壳（CreatingSheets）：1.在浏览器中右键点击Geometry,选择CreateSheetonSelectedFaces.CreateSheetFromFaces对话框弹出.2.在图形区，选择支座的外表面（包括导角面）.按下Ctrl键连续选择面，被选择的面出现在SelectedFaces对话框.（按下ToggleFace，将便于选择）3.点击OK，在Geome

6、try中创建了Sheet1.（Note:Thereisnoneedtocreateasheetforeachselectedfacebecauseallsheetshavethesamethicknessandmaterial.）定义板壳厚度(Todefineshellthickness)1.在浏览器中右键点击Shells下的Sheet1，选择Options.ShellOptions对话框弹出.2.在Thickness对话框中,选择Units中的mm，输入10.51.在Formulation选项中,点击T

7、hin.定义材料(ToApplyMaterial)：1在浏览器中右键单击Sheet1，在弹出菜单中点击Apply/EditMaterial，弹出Material对话框。2在材料树中选择PlainCarbonSteel(普通碳钢)，点击OK。施加约束（Toapplyrestraint）1.在浏览器中右键点击Loads/BC，在弹出对话框中选择Restraint(约束)，弹出Restraint对话框。2.在RestraintType菜单中,选择Fixed（即限制所有的自由度）.3.在图形区,选择三个孔边（按下

8、Ctrl键连续选择）施加载荷（Toapplyforce）1.在浏览器中右键点击Loads/BC，在弹出对话框中选择Load(约束)，弹出Loads对话框.2.设置LoadType到Force.3.ClickNormal.4.选择加载面，大小为1000N.5.点击OK.划分网格（MeshingthePart）：1点击“Mesh”下“Options”命令，弹出Options对话框，点击Mesh选项卡。2在MeshQuality(网