有限元上机作业二.doc

有限元法基础及应用上机报告（二）班 级： K1143-1学 号：20119430136姓 名： 任山葭作业三：图示正方形平板，板厚t=0.1m,材料常数为：弹性模量E=210GPa,u=0.33，承受垂直于板平面的均布载荷p=20kN/m2,平板外缘各边采用固定的约束方式。一、有限元模型的分析（1）属于那类力学问题： 属于薄板弯曲问题（2）单位制：N，m, pa 单元类型：shell 4 node 63，每个单元有四个节点，每个节点4个自由度。 实常数：t=0.1m材料常数：E=210GPa=2.1e11pa u=0.33二、实体建模（1）定义正方形Main Menu PreprocessorModeling CreateAreasRectangleBy Dimensions输入X1=-2,X2=2 Y1=-2,Y2=2，点击OK；（2）定义四周圆弧Main Menu PreprocessorModeling CreateLinesLines Fillet（选择直线L1，L2 Apply，形成一个圆角，同样方式形成4个圆角）;（3）将弧线与直角形成面Main Menu PreprocessorModeling CreateAreasArbitraryBy line；（4）定义圆Main Menu PreprocessorModeling CreateAreasCircleSolid Circle（WP X=0,WP Y=0 R=1）（5）面图元的减运算Main Menu PreprocessorModelingOpreateBlooeansSubtractAreas（选择整个正方形，点击Apply，然后选择四个圆角面，点击OK）；Main Menu PreprocessorModelingOpreateBlooeansSubtractAreas（选择整个面，点击Apply，然后选择中间的圆，点击OK）； （6）定义材料属性(a) Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructurelineelasticIsotropic (b)在EX框中输入弹性模量2.1e11，PRAY框中输入比例0.33，点击OK完成;（7）定义单元类型(a)Main MenuPreferences;(b)勾选Structural选项(表示作结构分析用)再按OK完成; (c) PreprocessorElement Type点击Add按钮(然后在单元类型库面板上左框内点击StructuralShell(右框内点击4node(Shell63)按OK关闭单元类型库面板;(d)按Close关闭对话框;（8）定义实常数Main Menu PreprocessorReal ConstantsAddTK（I）输入0.1，点击OK,然后点击close关闭面板；（9）划分网格Main Menu Preprocessor MeshingMesh Tool Size control element edge length0.1MeshPick AllOK；（10）加载约束Main Menu Solution Define-LoadsApply StructuralDisplacementOn LinesAll DOF输入0，点击OK Main Menu Solution Define-LoadsApply StructuralPressureOn Areasvalue=20000载荷施加图如下：（11）求解Main Menu SolutionSolveCurrent LSOK；三、计算结果（1）绘制应力图Main MenuGeneral Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu select:stress-von Mises；Main MenuGeneral PostprocQuery ResultsSubgrid SoluStressvon Mises SQEV在对话框中点击maxOK；应力变形图如下：最大应力值为0.578e+07Pa（2）绘制位移图Main MenuGeneral Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu select:DOF solutionDisplacementMain MenuGeneral PostprocQuery ResultsSubgrid Solu DOF solutionUSUM在弹出的对话框中点击maxOK 找出变形位置如图：最大位移值为0.144e-3m（3）考虑对称性计算最大应力和位移：由于约束对称，载荷对称，所以取1/4研究；此时解得的最大应力点如图： 最大应力值为0.645e+7pa 位移变形图如图：最大位移值为0.145e-03m通过上述图形对比分析结果如下表：结构分析最大应力值（pa）最大位移值（m） 整体结构0.578e+070.144e-03取对称的1/40.645e+070.145e-03四、实验总结：通过本次ANSYS上机实验的操作和报告的完成，我再次充分认识到理论知识的学习对于学好ANSYS有限元软件的重要性。相对于其他应用型软件而言，ANSYS作为大型权威性的有限元分析软件，对提高解决问题的能力是一个全面的锻炼过程，是一门相当难学的软件，因而，要学好ANSYS，对学习者就提出了很高的要求，一方面，需要有比较扎实的力学理论基础，对ANSYS分析结果能有个比较准确的预测和判断，可以说，理论水平的高低在很大程度上决定了ANSYS使用水平；另一方面，需要我们不断摸索出软件的使用经验不断总结以提高解决问题的效率。