ansys有限元案例分析报告.docx
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ansys有限元案例分析报告
ANSYS有限元案例
分析报告
ANSYS分析报告
一、ANSYS简介:
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发,它能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换,如Pro/Engineer,NASTRAN,AutoCAD等,是现代产品设计中的高级CAE工具之一。
本实验我们用的是ANSYS14.0软件。
二、
分析模型:
具体如下:
如图所示,L/B=10,a=0.2B,
b=(0.5-2)a,比较b的变化对
最大应力x的影响。
三、模型分析:
该问题是平板受力后的应力分析问题。
我们通过使用ANSYS软件求解,首先要建立上图所示的平面模型,然后在平板一段施加位移约束,另一端施加载荷,最后求解模型,用图形显示,即可得到实验结果。
四、ANSYS求解:
求解过程以b=0.5a=0.02为例:
1.建立工作平面,X-Y平面内画长方形,L=1,B=0.1,a=0.02,b=0.5a=0.01;(操作流程:
preprocessor→modeling→create→areas→rectangle)
2.根据椭圆方程,利用描点法画椭圆曲线,为了方便的获得更多的椭圆上的点,我们利用C++程序进行编程。
程序语句如下:
运行结果如下:
本问题(b=0.5a=0.01)中,x在[0,0.02]上每隔0.002取一个点,y值对应于第一行结果。
由点坐标可以画出这11个点,用reflect命令关于y轴对称,然后一次光滑连接这21个点,再用直线连接两个端点,便得到封闭的半椭圆曲线。
(操作流程:
create→keypoints→onactiveCS→依次输入椭圆上各点坐标位置→reflect→create→splinesthroughkeypoints→creat→lines→得到封闭曲线)。
3.由所得半椭圆曲线,生成半椭圆面。
用reflect命令关于x轴对称(操作流程:
create→areasbylines→reflect→得到两个对称的半椭圆面)。
4.用substract命令,将两个半椭圆面从长方形板上剪去(操作流程:
preprocessor→modeling→create→Booleans→substract→areas.)。
5.定义单元类型和材料属性(preprocessor→elementtype→add→选solidQuad4nodes42,materialprops→materialmodels→structural→liner→Elastic→isotropic→E=200GPa,μ=0.3)。
5.长板左端施加位移约束,右端施加载荷约束(preprocessor→loads→defineloads→apply→structural→displacement(左边),pressure(右边))。
6.用meshing命令划分单元(meshing→meshtool选mesh→pickall→生成单元)。
7.在solution命令下,选好求解方式后求解(Analysistype→newanalysis→static→sol’ncontrols→pre-conditionCG)。
8.在后处理中读取结果(Generalpostproc→readresults→firstset)。
9.选择plot菜单,显示变形图和应力图。
在plotctrl-style-counter-uniform菜单下,可以细分并显示出应力较大的区段(plot→results→deformedshape看变形,contourplot看应力,选stress,x方向)。
对于每个b值下的椭圆模型,都可按照上述过程进行求解。
b依次取0.5a,0.75a,1.0a,1.25a,1.50a,1.75a,2.00a.
五、结果分析:
1.b=0.5a:
(1)变形图:
(2)X方向应力图(整体):
(3)应力的局部放大图:
2.b=0.75a
(1)变形图:
(2)X方向应力图(整体):
(3)应力的局部放大图:
3.b=a:
(1)变形图:
(2)X方向应力图(整体):
(3)应力的局部放大图:
4.b=1.25a
(1)变形图:
(2)X方向应力图(整体):
(3)应力的局部放大图:
5.b=1.5a
(1)变形图:
(2)X方向应力图(整体):
(3)应力的局部放大图:
6.b=1.75a
(1)变形图:
(2)X方向应力图(整体):
(3)应力的局部放大图:
7.b=2a
(1)变形图:
(2)X方向应力图(整体):
(3)应力的局部放大图:
根据所得结果,用描点法作出(b/a)-σxmax图像。
用Matlab编程如下:
x(1:
7)=[0.50.751.01.251.51.752.0];
y(1:
7)=[191.573242.693281.89334.452390.606536.279648.126];
plot(x,y)
程序运行结果如下:
分析以上结果可得:
(1)σx的最大值分布在椭圆在y轴上的顶点处,即出现应力集中现象;
(2)σxmax随着(b/a)的增大而增大。
出现以上结果的原因:
(1)本题施加的是均匀载荷,静态分析,应力σ=F/A,由此可得,在x=0处横截面积A最小,应力σ最大,于结果
(1)一致;
(2)当(b/a)增大时,x=0处的曲率增大,截面积A进一步减小,σxmax增大,与结果
(2)一致。
七、心得体会:
1.本次ANSYS案例分析,让我们熟悉了ANSYS软件的基本操作,对有限元分析的思想方法也有了初步的理解。
我们在试验过程中遇到的问题有:
(1)在施加载荷和位移约束之前,必须先定义单元,平板左边的位移约束应该施加双向(x和y方向)约束才能保证后面的求解顺利,同时载荷约束应该施加pressure;
(2)划分单元之后需选择正确的求解方式,求解结束之后需进行相关后处理。
(3)可以对最大范围的主应力进行详细划分,然后显示图形。
即为应力的局部放大图。
2.本次试验中运用了材料力学的理论知识对实际问题进行分析,加强了我们对课本知识的掌握。
3.本次ANSYS试验我们组及时向老师答疑解惑,得到了老师的及时解惑;小组配合默契,有问题相互讨论,在共同努力下问题得以解决。
对于我们,以后的学习还应多多加强交流,取长补短,相互借鉴。