14095579 李勇 成型093 上机实验报告.docx

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14095579李勇成型093上机实验报告

上机实验报告

1．拉伸（Tension）

问题：

单边缺口拉伸试样，长（2L）300mm，宽（W）50mm（如下图所示），试样中心沿宽度方向有一长度为20mm的裂纹，用有限元方法计算试样在拉伸载荷作用下，裂纹尖端的应力场分布。

2L=300mm

根据对称性，取试样的一半进行有限元建模分析及计算。

1.1分别给出试样在partition和Mesh后的结果图

1.2Deformedshapewithorwithoutedgesfortensionspecimen,comparisonoffourmaterials（E1,EP1,EP2,EP3）

E1:

EP1:

EP2:

EP3:

1.3Load–timecurvesfortensionspecimen,comparisonoffourmaterials（E1,

EP1,EP2,EP3）

.

Displacement-timecurvesfortensionspecimen,comparisonoffourmaterials（E1,EP1,EP2,EP3）

1.4Globalload-displacementcurvesfortensionspecimen,comparisonoffourmaterials（E1,EP1,EP2,EP3）

1.5Openingstressdistribution（S11-r）alongthecrackligamentfortensionspecimen,comparisonoffourmaterials（E1,EP1,EP2,EP3）

2．弯曲（Bending）

问题：

三点弯试样，W=50mm，加载跨距为宽度的4倍，即S=4W，试样中心沿宽度方向有一长度为25mm的裂纹，如下图所示。

考虑对称性，仅取试样的一半进行有限元建模分析及计算。

2.1分别给出试样在partition和Mesh后的结果图

2.2Deformedshapewithorwithoutedgesforbendingspecimen,comparisonoftwomaterials（E1,EP1）

E1:

EP2:

2.3Load–timecurvesforbendingspecimen,comparisonoftwomaterials（E1,EP1）

2.4Displacement–timecurvesforbendingspecimen,comparisonoftwomaterials（E1,EP1）

2.5Load-displacementcurvesforbendingspecimen,comparisonoftwomaterials（E1,EP1）

2.6Openingstressdistribution（S11-r）alongthecrackligamentforbendingspecimen,comparisonoftwomaterials（E1,EP1）

3．带孔平板的应力分析（fullmodelor1/2or1/4model）

问题：

设一承受拉力的平板，在其中心位置有一个圆孔，结构尺寸如下图所示，要求分析圆孔应力集中处的Mises应力。

材料特性：

弹性模量E=210GPa，泊松比µ=0.3

拉伸载荷：

p=100MPa

平板厚度：

1mm

3.1分别给出平板在partition和Mesh后的结果图。

3.2给出带孔平板拉伸变形后的Mises应力分布云图。

3.3给出圆孔周边Mises应力分布曲线。

4．带孔平板的热应力分析（1/4model）

问题：

设一平板，其中心位置有一个圆孔，结构尺寸如下图所示，在平板顶部添加固支边界条件。

整个平板的初始温度为20℃，当温度升高到120℃时，平板会发生热膨胀，而平板顶部的固支约束会限制平板的变形，平板的应力场发生相应的改变。

材料的线胀系数为1.35×10-5/℃。

要求：

分析平板在120℃下的应力场。

4.1给出带孔平板升温变形后的应力场分布云图。

4.2给出圆孔周边Mises应力分布曲线。

5．法拉盘感应淬火的残余应力场模拟

问题：

法拉盘的一端固定，另一端的整个端面受向下的面载荷p=100MPa，法拉盘内孔直径为24mm，材料的弹性模量为210000MPa，泊松比为0.3，线胀系数为1.35e-5/℃。

由试验测得法拉盘的内圆角表面残余压应力约为-20MPa。

要求：

模拟分析感应淬火所产生的残余应力场，并分析此残余应力场在缓和应力集中方面所起的作用。

考虑对称性，取模型的一半进行有限元建模分析与计算。

5.1给出法拉盘感应淬火后的Mises应力场分布云图。

5.2分析残余压应力在缓解应力集中方面的作用。