结构有限元上机报告

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1、结构有限元上机报告学院：能源与动力工程学院专业：武器发射工程姓名：王庆海学号：913108320124尊敬的沈老师：您好！我五个习题都做了，并且得到了理想的结果，但是由于我的优盘可能在机房中了病毒，里面所有文件都不见了，万幸的是我为了发QQ空间，在做题的过程中拍了一部分照片，但也只是一部分，为了保证报告的完整性，我借用几张室友的图片，希望您能理解。习题1已知条件简支梁如图所示，截面为矩形，高度上边承受均布载荷，平面应力模型。X方向正应力的弹性力学理论解如下：一、目的和要求（1）在Ansys软件中用有限元法探索整个梁上的分布规律。（2）计算下边中点正应力的最

2、大值；对单元网格逐步加密，把的计算值与理论解进行比较，考察有限元解得收敛性。（3）针对上述力学模型，对比三节点三角形平面单元和四节点四边形平面等参单元的求解精度。二、实验过程（1）定义文件名，GUI:File/ChangeJobname（2）建模GUI:Preprocessor/Modeling/Create/Areas/Rectangle/ByDimensions建立长度为1m，外径为0.2m，平面四边形区域。（3）选用单元类型GUI:Preprocessor/ElementType/(Add/Edit/Delet)采用solid42平面单元，对soli

3、d42单元的属性进行设置，定义它的K3关键字Planestrsw/thk,即可以定义它的厚度。（4）设定单元厚度GUI:Preprocessor/RealConstants/(Add/Edit/Delet)设置Thickness选项为0.01。（1）设定材料属性GUI:Preprocessor/MaterialProps/MaterialModels/Structural/Liear/Elastic/Isotropic设定材料参数（2）离散几何模型GUI:Preprocessor/Meshing/SizeCntrls/ManualSize/Size设置Si

4、ze:Elementedgelength为0.05GUI:Preprocessor/Meshing/MeshTool选择其中的Quad和Mapped，点击Mesh划分单元，鼠标点击矩形区域，点击OK（3）施加位移约束GUI:Solution/DefineLoads/Apply/Structural/Dispalcement/OnNodes选择矩形左侧的中点，单机OK，弹出对话框后选择ALLDOF，依次为例，选择右侧的中点，约束他Y方向上的自由度。（4）施加压强GUI:Solution/DefineLoads/Apply/Structural/Pressur

5、e/OnLine选择外面的那条圆弧，单机OK，设定压强的大小为（5）查看最后有限元模型GUI:Plot/Multi-Plots(10)提交计算GUI:Solution/Solve/CurrentLS(11)查看位移GUI:GeneralPostproc/PlotResults/ContourPlot/NodalSolu(12)查看模型X方向的应力GUI:GeneralPostproc/PlotResult/ContourPlot/NodalSolu选择Stress/X--direction(13)查看X方向上的额应力关于X轴的位移图GUI:GeneralP

6、ostproc/PathOperations/DefinePath/ByNotes选择左下角节点和右下角节点，点击OK。GUI:GeneralPostproc/PathOperations/MapontoPath定义变量显示的是X方向上的应力，定义标签是X1GUI:GeneralPostproc/PathOperations/PlotItem/OnGraph选择X1，最后得到底线上各点X向应力图（14）以三角形单元划分计算（15）保存文件推出Ansys三、实验结果与内容分析结构应力图：结构位移云图：底线上各点X向应力曲线图：三角形单元划分：三角形划分后的X

7、向结构应力云图：从应力云图可以看出，从两边想中间颜色越来越深，且是对称分布，所以，应力分布近似抛物线分布，中间最大，向两边越来越小。理论上讲，矩形单元节点数比三角形单元节点数多，精度应该更高，但是在本习题中，从矩形单元编程三角形单元时，单元数多了一倍，所以划分成三角形单元的情况精度更高一些。四、实验小结和体会有限元法精度不止受节点数影响，还受划分单元数影响，节点数越多，单元数越多，都有利于提高精度。习题二已知条件：一个正方形板，边长L=1000mm，中心有一小孔，半径R=100mm，左右边受均布拉伸载荷，面力集度q=25，如图3.2.1所示。材料是，，为平

8、面应力模型。当边长L为无限大时，x=0截面上理论解为：其中R为圆孔