实验指导书模版-副本

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1、《有限元分析》实验指导书机电工程学院材料教研室《有限元分析》实验指导书课程编号：（先留空白，学校将出台课程编码规范）课程名称：有限元分析周数/学分：8/先修课程：《高等数学》、《线性代数》、《材料力学》、《理论力学》适用专业：材料成型与控制工程开课教研室：材料教研室目录一、熟悉ANSYS软件环境二、杆件结构有限元分析三、平面应力问题有限元分析四、平面应变问题有限元分析五、轴对称结构的有限元分析六、立体问题的有限元分析七、板壳问题的有限元分析八、传热问题的有限元分析实验1熟悉ANSYS软件环境一、实验目的：学生自己上机，熟悉ANSYS软件菜单、

2、窗口等环境、软件分析功能并对简单的零件进行建模，掌握软件的使用方法。图1-1建立轴承座模型二、主要仪器及耗材装有Ansys软件的微机一台三、实验内容与步骤1、ANSYS界面介绍ANSYS软件功能非常强大，应用范围很广，并具有友好的图形用户界面（GUI）和优秀和程序架构。基于Motif标注的GUI主要由主窗口和输出窗口组成。随着版本的不断升级，ANSYS界面不断改进，不同版本间的界面存在着较大差别。下面介绍ANSYS12.0的用户界面。（1）主窗口ANSYS12.0的主窗口主要由以下5个部分组成。Utility菜单这些菜单主要通过ANSYS的相

3、关功能组件起作用，比如文件控制、参数选择、图像参数控制及参数输入等。InputLine(InputWindow命令输入窗口)命令输入窗口（也称为命令栏）用于显示程序的提示信息并允许用户直接输入命令，简化分析过程。工具栏（Toolbar）工具栏主要由按钮组成，这些按钮都是ANSYS中的常用命令。用户可以根据工作类型定义自己的工具栏以提高分析效率。主菜单（MainMenu）主菜单包括了ANSYS最主要的功能，分为前处理器（Preprocessor）、求解器（Solution）、通用后处理器（GeneralPostprocessor）、设计优化器（

4、DesignOptimizer）。展开主菜单可以看到非常多的树状建模命令，这也是ANSYS10.0版本和以前版本的一个显著差别。虽然菜单的外观改变了，但是菜单结构没有变化，这对ANSYS用户平滑升级非常有利。图形窗口（GraphicWindows）图形窗口用于显示分析过程的图形，实现图形的选取。在这里可以看到实体建模各个过程的图形并可查看随后分析的结果。（2）输出窗口（OutputWindows）输出窗口用于显示程序的文本信息，即以简单表格形式显示过程数据等信息。通常，输出窗口被主窗口遮盖，当然，如果需要随时可以将输出窗口拖到前面。注意：应该

5、在ANSYS分析的各个步骤中随时查看输出窗口中的信息，检验分析过程是否正确，以便及时调整。通过GUI可以方便地交互式访问程序的各种功能、命令、用户手册和参考材料，一步步地完成整个分析，很好地体现出ANSYS的易用性。同时，ANSYS软件也提供了完整的在线说明和帮助文件，以协助有经验的用户进行高级应用。在用户界面中，ANSYS软件提供了4种通用的命令输入方式：菜单、对话框、工具栏和直接输入命令。2、ANSYS分析过程一个典型的ANSYS分析过程包含3个主要步骤，每个主要步骤及其子步骤如下：建立有限元模型在ANSYS中建立有限元模型的过程大致可分

6、为以下3个主要步骤：建立或导入几何模型定义材料属性划分网格建立有限元模型施加载荷并求解在ANSYS中施加载荷及求解的过程大致可以分为以下3个主要步骤：定义约束施加载荷设置分析选项并求解查看分析结果在ANSYS中查看分析结果的过程大致可以分为以下2个主要步骤：查看分析结果检验分析结果（验证结果是否正确）3、ANSYS的几何建模ANSYS软件的前处理模块具有比较强的几何建模功能。通过介绍用ANSYS软件的几何建模功能建立如图1-1所示的轴承座来学习基本的几何建模操作。由于轴承座具有对称性，先建立二分之一模型，再用镜像的方法得到整个几何模型。启动A

7、NSYS软件之后，图形显示窗口默认的背景颜色是黑色，建议把背景颜色修改成白色。选择UtilityMenu>PlotCtrls>Styles>Colors>ReverseVideo，如图1-2所示，把背景颜色改为白色，这时在ReverseVideo之前出现一个符号“√”。ReverseVideo对背景进行了反色操作，是一个两选菜单项，重新再选择一次就把背景色改回黑色。在UtilityMenu>PlotCtrls菜单下面列出了全部控制图形显示方式的菜单项，之后面会逐步介绍。在相关操作之前，在主菜单中选择Preprocessor进入ANSYS软件的

8、前处理模块。图1-2修改背景颜色的菜单项一）创建带圆孔基座的二分之一几何模型先创建一个立方体，在对应通孔的位置上再创建两个与通孔体积相同的圆柱体。然后进行布尔操作，