有限元分析及工程应用-2019第五章-PPT课件.ppt

《有限元分析及工程应用-2019第五章-PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《有限元基本理论及应用》第五章三维问题的有限元分析5.1轴对称问题有限单元法将连续体离散成由有限个圆环组成的体系，环与rz(子午面)面正交的截面形状通常是三角形、矩形或其它形状，单元之间用环形铰链相连接，作用在单元上的载荷，也必须按照一定的原则移置到环铰上。只需取出一个截面进行网格划分和分析，但应注意单元是圆环状的，所有的节点载荷都应理解为作用在单元节点所在的圆周上。5.1轴对称问题有限单元法（1）三角形截面环形单元1）位移模式与平面三角形单元相似，仍选取线性位移模式，即：5.1轴对称问题有限单元法（1）三角形截面

2、环形单元1）位移模式矩阵形式式中其中5.1轴对称问题有限单元法（1）三角形截面环形单元2）单元刚度矩阵代入单元应变的几何矩阵:5.1轴对称问题有限单元法（1）三角形截面环形单元2）单元刚度矩阵上式代入到弹性材料的本构关系中得到应力矩阵单元中除了剪应力外其它应力分量也不是常量在轴对称情况下，由虚功原理可推导出单元刚度矩阵5.1轴对称问题有限单元法（1）三角形截面环形单元2）单元刚度矩阵代入5.1轴对称问题有限单元法（1）三角形截面环形单元3）载荷向节点移置设单元等效节点载荷可表示为当单元上只有体积力时，则有如果体积力

3、为自重，即如果体积力为离心力5.1轴对称问题有限单元法（1）三角形截面环形单元3）载荷向节点移置采用面积积分后，得到单元的等效节点载荷为（2）轴对称等参数单元1）位移模式坐标变换式5.1轴对称问题有限单元法（2）轴对称等参数单元1）位移模式位移模式2）单元特性分析几何矩阵为上式代入5.1轴对称问题有限单元法（2）轴对称等参数单元2）单元特性分析代入应力矩阵的计算式：5.1轴对称问题有限单元法（2）轴对称等参数单元2）单元特性分析单元刚度矩阵的形式为用矩阵形式表示5.1轴对称问题有限单元法（2）轴对称等参数单元3）等

4、效节点载荷的计算此边界上各节点的等效节点载荷计算式为：5.1轴对称问题有限单元法（2）轴对称等参数单元3）等效节点载荷的计算（3）应用实例5.1轴对称问题有限单元法（3）应用实例(1)选取单元：MainMenu>Preprocessor>Elementtype>Add/Edit/Delete，出现一个对话框，单击[Add]，又出现一个“ElementType”对话框，在“LibraryofElementType”左面的列表栏中选择“Solid”，在其右面的列表栏中选择“Quad8node183”，单击[OK]；5.

5、1轴对称问题有限单元法（3）应用实例单击“ElementType”对话框中的[Option]，出现一个“PLANE183Elementtypeoptions”对话框，设置“K3”为“planestrain”，如图，单击[OK]，又单击[Close]，完成单元选取和设置。(2)输入材料参数：MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels，出现一个对话框，在“MaterialModelAvailable”下面的对话框中，双击打开“Structural>Linear>

6、Elastic>Isotropic”，又出现一个对话框，输入“EX=3e5，PRXY=0.3”，单击[OK]，单击“Material>Exit”，完成材料属性的设置。5.1轴对称问题有限单元法（3）应用实例(3)建立几何模型：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>ByDimension，在出现的对话框中分别输入：X1=5，X2=10，Y1=0，Y2=20，单击[OK]。(4)设置网格大小：MainMenu>Preprocessor>Meshing

7、>SizeCntrls>ManualSize>Global>Size，在弹出对话框中的“Elementedgelength”的对应栏中输入“1”，即单元的边长设置为0.1，单击[OK]，关闭对话框。(5)划分网格：MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Mapped>3or4sided，在弹出对话框后，先选取编号为“1”的面，单击[OK]，生成的网格。5.1轴对称问题有限单元法（3）应用实例(6)施加约束：MainMenu>Solution>DefineLoads>Appl

8、y>Structural>Displacement>SymmetryB.C.>OnLines，用鼠标在图形窗口上拾取编号为“1”和“3”的线段，单击[OK]，就会在这两条线上显示一个“S”的标记，即为对称约束条件。(7)施加面力：MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure>OnLines，用