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1、有限元分析上机指导书冯勇2010.09.01实验项目（四）：钢梁动态分析的有限元建模与变形分析一、实验目的1、巩固ansys软件的使用。2、了解ansys软件中针对瞬态动力学分析问题的分析流程，掌握瞬态动力学分析问题的解决方法。二、实验设备和工具1、Ansys分析软件。2、计算机若干三、钢梁动态分析的有限元建模与变形分析问题简介本实例要用缩减法进行瞬态结构动力学分析以确定对有限上升时间的恒定力的动力学响应。问题的实际结构是一根钢梁支撑着集屮质量并承受一个动态载荷。钢梁反为乙支撑着一个集中质量M。这根梁承受着一个上升时间为，最大值为F巧的动
2、态载荷梁的质量可以忽略，确定产生最大位移响应时的时间fnwc及响应丁唤。同时要确定梁屮的最大弯曲应力^5bendo求解过程屮用不到梁的特性，其截面积可以算1个单位值。取加载结束时间为0」秒，以使质量体达到最大弯曲。在质量体的侧向设定一个主自由度。第一个载荷步用于静力学求解。根据本实例的结构关系和载荷分布可以在此模型屮使用对称性。在进行后处理时，选定在最大响应时间（0.092秒）处做扩展计算。己知数据如下：材料特性：杨氏模量EX=2E5Mpa,质量M=0.0215Tn,质量阻尼ALPHAD=&4儿何尺寸：厶=450mm/=800.6mm/z
3、=18mm载荷为：F=20Nt=0.075sec1r情况如下图所示。力,时阿.ICC冋U很型力七t何历程四、分析步骤1、UtilityMenu>File>changejobename,输入Steady1:2、UtilityMenu>File>changetitle,输入Steady-statethermalanalysisofsubmarine；3、在命令行输入:/units,BFT；4、MainMenu:Preprocessor；5、MainMenu:Prcproccssor>ElcmcntTypc>Add/Edit/Dclctc,选择
4、PLANE55；6、MainMenu:Prcproccssor>MatcrialProp>-Constant-Isotropic,lit认材料编号为1,在KXX框中输入8.27,选择APPLY,输入材料编号为2,在KXX框屮输入0.028,选择APPLY,输入材料编号为3,在KXX框中输入117.4；7、MainMenu:Prcproccssor>-Modcling->Crcatc>-Arcas-Circlc>ByDimensions，在RADI中输入15,在RAD2中输入15-(.75/12),在THERA1中输入・0.5,在THERA
5、2中输入0.5,选择APPLY,在RAD1中输入15-(.75/12),在RAD2中输入15-(1.75/12),选择APPLY,在RAD1中输入15-(1.75/12),在RAD2中输入15-2/12,选择OK；8>MainMenu:Prcproccssor>-Modcling->Opcratc>-Boolcanc->Gluc>Arca,选择PICKALL；9、MainMenu:Prcproccssor>-Mcshing-SizcContrls>-Lincs-PickcdLincs,选择不锈钢层短边，在NDIV框中输入4,选择APPLY
6、,选择玻璃纤维层的短边，在NDIV框屮输入5,选择APPLY,选择铝层的短边，在NDIV框中输入2,选择APPLY,选择四个长边，在NDIV中输入16；10^MainMenu:Prcproccssor>-Attributcs-Dcfinc>PickcdArea,选择不锈钢层，在MAT框屮输入1,选择APPLY,选择玻璃纤维层，在MAT框小输入2,选择APPLY,选择铝层，在MAT框屮输入3,选择OK；11、MainMenu:Prcproccssor>-Mcshing-Mcsh>-Arcas-Mappcd>3or4sided,选择PICKA
7、LL；12^MainMenu:Solution>-Loads-Apply>-Thcn"nal-Convcction>Onlines,选择不锈钢外壁,在VALI框中输入80,在VAL2I框中输入44.5,选择APPLY,选择铝层内壁，在VALI框中输入2.5,在VAL2I框屮输入70,选择OK；MainMenu:Solution>-Solve-CurrentLS；14>MainMenu:GeneralPostproc>PlotResults>-ContourPlot-NodalSolu,选择Temperatureo附：/PREP7/TITL
8、E,TransientResponseToaConstantForceWithaFiniteRiseTimeET丄BEAM3!定义二维梁单元ET,2,MASS21,,,4!定义二维质量单元R,
