梁结构静力有限元分析Word下载.docx
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六、实验总结………………………………………………………………………14
参考文献
一、实验目的
1、熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。
2、能利用ANSYS软件对梁结构进行静力有限元分析。
3、加深有限元理论关于网格划分概念、划分原则等的理解。
二、ANSYS软件应用介绍
ANSYS是一种广泛的商业套装工程分析软件。
所谓工程分析软件，主要是在机械结构系统受到外力负载所出现的反应，例如应力、位移、温度等，根据该反应可知道机械结构系统受到外力负载后的状态，进而判断是否符合设计要求。
一般机械结构系统的几何结构相当复杂，受的负载也相当多，理论分析往往无法进行。
想要解答，必须先简化结构，采用数值模拟方法分析。
（一）ANSYS软件主要特点
1.唯一能实现多场及多场耦合分析的软件
2.唯一实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型FEA软件
3.唯一具有多物理场优化功能的FEA软件
4.唯一具有中文界面的大型通用有限元软件
5．强大的非线性分析功能，多种求解器分别适用于不同的问题及不同的硬件配置
6.支持异种、异构平台的网络浮动，在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容;
强大的并行计算功能支持分布式并行及共享内存式并行;
多种自动网格划分技术
7.良好的用户开发环境
（二）、ANSYS的分析研究过程
1、前处理
（1）建模
有限元分析的最终目的是还原一个实际工程系统的数学行为特征，即分析必须针对一个物理原型准确的数学模型，模型包括所有节点、单元、材料属性、实常数、边界条件以及其他用来表现这个物理系统的特征。
ANSYS分析的前处理主要就是用来进行建模与网格划分，ANSYS的图形用户界面对命令菜单的编排是非常有逻辑性的，我们在学习过程中要充分利用这一点，就前处理来说，前处理的命令菜单是按照单元类型实常数、材料、属性、建模、划分网格，这样的顺序编排的，所以，我们在前处理中建模的顺序也就应该是与命令菜单编排相同的顺序，即：
●确定分析目标及模型的基本形式,选择合适的单元类型并考虑如何建立适当的网格密度
●确定实常数
●定义材料属性
●建立实体模型
●划分网格
（2）单元选择
有限元模型可分为2D和3D两种,可以由点单元,线单元,面单元或实体单元组成,也可将不同类型的单元混合使用。
ANSYS的单元库包括两种基本类型的面单元和体单元，即线性单元和二次单元。
（3）网格划分
网格划分是其中一个重要的步骤，网格划分的好坏，直接影响到计算的精度和速度，ANSYS中的网格划分方法主要有自由网格划分%映射网格划分和体扫掠网格划分三种。
2、加载求解
有限元模型建好后，就可以进入ANSYS求解器进行加载求解。
当施加载荷和边界条件的面、节点或单元比较多时，应该用实体选择命令把这些对象选出来，然后在其上施加载荷或边界条件，以保证所施加的载荷或边界条件的正确性。
3.后处理
ANSYS有两个后处理器,即通用后处理器和时间历程后处理器。
通用后处理器可以用来查看整个模型在某一时间段的计算结果，而时间历程后处理器可以用来查看模型的某一部分在整个时间段上的计算结果，利用ANSYS提供的报告生成器，还可以生成一个html格式的报告文件，以便于查看。
在通用后处理器中，还可以生成动画，ANSYS提供的现成的动画制作功能已经非常丰富，各种计算结果的变形动画、时间历程动画、切片动画、粒子轨迹动画等等，均可通过一个简单的菜单完成。
三、实验内容
利用ANSYS软件对图示矩形截面悬臂梁结构进行静力学分析，梁的长度L=1000mm,矩形截面高h=100mm,宽b=50mm,作用力F=4000N，梁的弹性模量E=210GPa,泊松比
，求此梁在截面B的挠度。
四、实验步骤
1、建立有限元模型：
（1）建立工作文件夹：
在运行ANSYS之前，在默认工作目录下建立一个文件夹，名称为beam，在随后的分析过程中所生成的所有文件都将保存在这个文件夹中。
启动ANSYS后，使用菜单“File”——“ChangeDirectory…”将工作目录指向beam文件夹；
使用“ChangeJobname…”输入beam为初始文件名，使分析过程中生成的文件均以beam为前缀。
选择结构分析，操作如下：
GUI:
MainMenu>
Preferences>
Structural
（2）选择单元：
操作如下：
GUI:
Preprocessor>
ElementType>
Add/Edit/Delete>
Add>
StructuralBeam>
2D-Elastic3
然后关闭ElementTypes对话框。
选择MainManu→Preprocessor→RealConstants→Add/Edit/Delete命令，出现RealConstants对话框，单击Add按钮，出现ElementTypeforRealConstants对话框，单击OK按钮，出现RealConstantsforBEAM3对话框，如图2所示按题目要求输入数据，单击OK按钮关闭该对话框。
（其中I=bh3/12，A=bh）
（3）定义材料属性：
定义弹性模量和泊松比，操作如下：
MaterialProps>
MaterialModels>
Structural>
linear>
Elastic>
Isotropic
在弹出的对话框中输入材料参数：
弹性模量（EX）：
2.1e11
泊松比（PRXY）：
0.3
（4）定义梁的截面类型和尺寸：
Sections>
Beam>
CommonSections,选择梁结构，输入参数，单击OK关闭该对话框。
（5）创建实体模型：
首先定义2个关键点，然后通过关键点生成梁实体模型。
定义关键点操作如下：
Modeling>
Create>
Keypoints>
InActiveCS
关键点坐标参数如下：
1＃关键点X=0，Y=0，Z=0
2＃关键点X=1，Y=0，Z=0
选择UtilityMenu→PlotCtrls→Numbering命令，出现PlotNumberingControls对话框，选中KPKerpointnumbers和LINELinenumbers选项，使其状态从Off变为On，其余选项采用默认设置，单击OK按钮退出对话框。
连线操作如下：
Lines>
StraightLine
将1和2连成直线。
（6）划分网格
①划分网格为10份，操作如下：
选择MainManu→Preprocessor→Meshing→SizeCntrls→ManualSize→Lines→PickedLines命令，出现ElementSizeonPickedLines拾取菜单，选中线后单击OK按钮，出现ElementSizeonPickedLines对话框，在NDIVNo.ofelementdivisions输入栏中输入10，其余选项采用默认设置，单击OK按钮退出对话框。
选择MainManu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Lines命令，出现MeshLines拾取菜单，拾取线，单击OK按钮关闭该菜单。
选择UtilityMenu→File→Saveas命令，出现SaveDatabase对话框，在SaveDatabaseto输入栏中输入BEAM1.db，保存上述操作过程，单击OK按钮关闭对话框。
2、施加载荷并求解：
（1）定义约束
定义1＃关键点的约束，操作如下：
Solution>
DefineLoads>
Apply>
Displacement>
OnKeypoints
选择1＃关键点，单击OK按钮。
在被约束自由度（DOFstobeconstrained）列表中选”AllDoF”限制所有，参数设置如下图所示，单击OK按钮。
（2）施加载荷
在梁的上边中间施加向上的载荷Fy＝4000N，操作如下：
定义2关键点的的约束，操作如下：
MainMenu→Solution→Defineloads→Apply→Structral→Force/Moment→OnKeypoint命令，出现ApplyF/MonKPs拾取菜单。
拾取关键点2，单击OK按钮，出现ApplyF/MonKPs对话框，在LabDirectionofforce/mom下拉选框中选择FY，在Applyas下拉选框中选择Comstantvalue，在VALUEForce/momentvalue输入栏中输入4000，如图10所示，即在2点施加沿Y负方向的集中载荷1000N。
单击OK按钮关闭该对话框。
施加集中力载荷
（3）求解
GUI：
Solution>
Solve>
CurrentLS
3、查看实验结果：
（1）查看模型变形前后图
GeneralPostproc>
PlotResults>
DeformedShape>
Def+undeformed
保存图使用菜单“PlotCtrls”>
Hardcopy>
Tofile…
变形前后集合形状显示
Y方向位移结果显示
（2）选择MainMenu→GeneralPostproc→ListResult→ReactionSolu命令，出现ListReactionSolution对话框，在LabItemtobelisted列表框中选择Allitems3，单击OK按钮，ANSYS显示窗口将显示节点反作用力结果。
节点反作用力显示设置对话框
节点反作用力结果显示
五、实验结果分析
1.结果分析：
由材料力学知识得到，梁在简单载荷作用下变形的挠曲线方程是：
其中，
，代入F=4000N,E=210Pa,
在截面B处X=L=1,得：
v=0.001523
由此可见，在ANSYS分析的结果中，截面B处的Y方向的位移为v=0.001523，这与弹性力学中的所求的解析解吻合，说明此实验用ANSYS分析的结果是正确的。
2、实验结果影响因素
在划分网络这一实验步骤中，把单元划分为20等份时，得到的实验分析结果和划分为10等份时相同，由此可见，细分单元并没有提高分析结果的精度
六、实验总结
本实验利用了ANSYS软件对矩形截面梁结构进行静力有限元分析；
熟悉了有限元的建模、求解及结果分析的步骤和方法；
同时加深了有限元理论关于网格划分概念、划分原则等的理解。
ANSYS的学习、应用是一个系统、复杂的工程，由于它涉及到多方面的知识，所以在学习ANSYS的过程中一定要对ANSYS所涉及到的一些理论知识有一个大概的了解,以加深对ANSYS的理解。
1.有限元法及ANSYS程序应用基础，张力主编北京:
科学出版社,2021.10
2.有限元分析及应用，刘扬,刘巨保,罗敏编著北京:
中国电力出版社,2021.7
3.材料力学第四版，刘洪文主编北京：
高等教育出版社，2021.1
4.ANSYS11.0有限元分析入门与提高，胡国良,任继文编著北京:
国防工业出版社,2021.1
5.ANSYS11.0结构分析工程应用实例解析，张朝辉主编北京：
机械工业出版社，2021.10
社会实践报告
系别：
班级：
学号：
姓名：
作为祖国未来的事业的继承人，我们这些大学生应该及早树立自己的历史责任感，提高自己的社会适应能力。
假期的社会实践就是很好的锻炼自己的机会。
当下，挣钱早已不是打工的唯一目的，更多的人将其视为参加社会实践、提高自身能力的机会。
许多学校也积极鼓励大学生多接触社会、了解社会，一方面可以把学到的理论知识应用到实践中去，提高各方面的能力；
另一方面可以积累工作经验对日后的就业大有裨益。
进行社会实践，最理想的就是找到与本专业对口单位进行实习，从而提高自己的实战水平，同时可以将课本知识在实践中得到运用，从而更好的指导自己今后的学习。
但是作为一名尚未毕业的大学生，由于本身具备的专业知识还十分的有限，所以我选择了打散工作为第一次社会实践的方式。
目的在于熟悉社会。
就职业本身而言，并无高低贵贱之分，存在即为合理。
通过短短几天的打工经历可以让长期处于校园的我们对社会有一种更直观的认识。
实践过程：
自从走进了大学，就业问题就似乎总是围绕在我们的身边，成了说不完的话题。
在现今社会，招聘会上的大字报都总写着“有经验者优先”，可还在校园里面的我们这班学子社会经验又会拥有多少呢？
为了拓展自身的知识面，扩大与社会的接触面，增加个人在社会竞争中的经验，锻炼和提高自己的能力，以便在以后毕业后能真正真正走入社会，能够适应国内外的经济形势的变化，并且能够在生活和工作中很好地处理各方面的问题，我开始了我这个假期的社会实践-走进天源休闲餐厅。
实践，就是把我们在学校所学的理论知识，运用到客观实际中去，使自己所学的理论知识有用武之地。
只学不实践，那么所学的就等于零。
理论应该与实践相结合。
另一方面，实践可为以后找工作打基础。
通过这段时间的实习，学到一些在学校里学不到的东西。
因为环境的不同，接触的人与事不同，从中所学的东西自然就不一样了。
要学会从实践中学习，从学习中实践。
而且在中国的经济飞速发展，又加入了世贸，国内外经济日趋变化，每天都不断有新的东西涌现，在拥有了越来越多的机会的同时，也有了更多的挑战，前天才刚学到的知识可能在今天就已经被淘汰掉了，中国的经济越和外面接轨，对于人才的要求就会越来越高，我们不只要学好学校里所学到的知识，还要不断从生活中，实践中学其他知识，不断地从各方面武装自已，才能在竞争中突出自已，表现自已。
在餐厅里,别人一眼就能把我人出是一名正在读书的学生,我问他们为什么,他们总说从我的脸上就能看出来,也许没有经历过社会的人都有我这种不知名遭遇吧!
我并没有因为我在他们面前没有经验而退后,我相信我也能做的像他们一样好.我的工作是在那做传菜生,每天9点钟-下午2点再从下午的4点-晚上8:
30分上班,虽然时间长了点但,热情而年轻的我并没有丝毫的感到过累,我觉得这是一种激励,明白了人生,感悟了生活,接触了社会,了解了未来.在餐厅里虽然我是以传菜为主,但我不时还要做一些工作以外的事情，有时要做一些清洁的工作，在学校里也许有老师分配说今天做些什么，明天做些什么，但在这里，不一定有人会告诉你这些，你必须自觉地去做，而且要尽自已的努力做到最好，一件工作的效率就会得到别人不同的评价。
在学校，只有学习的氛围，毕竟学校是学习的场所，每一个学生都在为取得更高的成绩而努力。
而这里是工作的场所，每个人都会为了获得更多的报酬而努力，无论是学习还是工作，都存在着竞争，在竞争中就要不断学习别人先进的地方，也要不断学习别人怎样做人，以提高自已的能力！
记得老师曾经说过大学是一个小社会，但我总觉得校园里总少不了那份纯真，那份真诚，尽管是大学高校，学生还终归保持着学生的身份。
而走进企业，接触各种各样的客户、同事、上司等等，关系复杂，但我得去面对我从未面对过的一切。
记得在我校举行的招聘会上所反映出来的其中一个问题是，学生的实际操作能力与在校理论学习有一定的差距。
在这次实践中，这一点我感受很深。
在学校，理论的学习很多，而且是多方面的，几乎是面面俱到；
而在实际工作中，可能会遇到书本上没学到的，又可能是书本上的知识一点都用不上的情况。
或许工作中运用到的只是很简单的问题，只要套公式似的就能完成一项任务。
有时候我会埋怨，实际操作这么简单，但为什么书本上的知识让人学得这么吃力呢？
这是社会与学校脱轨了吗？
也许老师是正确的，虽然大学生生活不像踏入社会，但是总算是社会的一个部分，这是不可否认的事实。
但是有时也要感谢老师孜孜不倦地教导，有些问题有了有课堂上地认真消化，有平时作业作补充，我比一部人具有更高的起点，有了更多的知识层面去应付各种工作上的问题，作为一名大学生，应该懂得与社会上各方面的人交往，处理社会上所发生的各方面的事情，这就意味着大学生要注意到社会实践，社会实践必不可少。
毕竟，很快我就不再是一名大学生，而是社会中的一分子，要与社会交流，为社会做贡献。
只懂得纸上谈兵是远远不及的，以后的人生旅途是漫长的，为了锻炼自己成为一名合格的、对社会有用的人才.很多在学校读书的人都说宁愿出去工作，不愿在校读书；
而已在社会的人都宁愿回校读书。
我们上学，学习先进的科学知识，为的都是将来走进社会，献出自己的一份力量，我们应该在今天努力掌握专业知识，明天才能更好地为社会服务。
实践心得：
虽然这次的实践只有短短的几天，而且从事的是比较简单的服务工作，但是通过与各种各样的人接触，还是让我学会了很多道理。
首先是明白了守时的重要性。
工作和上学是两种完全不同的概念，上学是不迟到很多时候是因为惧怕老师的责怪，而当你走上了工作岗位，这里更多的是由于自己内心的一种责任。
这种责任是我学会客服自己的惰性，准时走上自己的岗位。
这对我以后的学习生活也是一种鞭策，时刻牢记自己的责任，并努力加强自己的时间观念。
其次让我真实的体会到了合作的重要性。
虽然我工作的只是小小的一家餐厅，但是从点单到制作到递送到结帐这一环环的工作都是有分工的，只有这样才能使整家店的工作效率都大大的提高。
以前虽然在书上看见过很多的团队合作的例子，但这一次是深刻的体会到了，正所谓“众人拾柴火焰高”，“团结就是力量”。
在以后的学习和工作中，一定会要牢记这一点，将自己融入到集体中，和大家一起携手走向辉煌。
再次，这次打工的经历也让我的心理更加趋于成熟。
在餐厅里每天面对形形色色的客人，重复着单调的工作。
让从未涉世的我还是有那么一点点不适应的，但是坚持就是胜利。
打工毕竟和在家是完全不同的概念，我们学会需要忍耐，需要学会承受，需要学会坚持。
将自己这短短的一月的实践同理论相联系，我了解到当代大学生与以往的大学生相比较，求学经历、生活条件、所处社会大环境都相对优越，也没有经过必要的挫折教育，因此，意志往往比较脆弱，克服困难的能力也较差，常常是对社会的要求较高，对自我的要求较低。
大学生的责任意识日益成为社会关注的热点问题，责任意识和诚信意识成为不少地方采用人才的两个新标准。
大学生参与社会实践是促进大学生素质教育,加强和改进青年学生思想政治工作，引导学生健康成长和成才的重要举措，是学生接触社会、了解社会、服务社会，培养创新精神、实践能力和动手操作能力的重要途径。
对于当代大学生来说，应当刻苦学习专业知识，不断提高综合素质和运用知识的技能。
从大学生活的开始到走进社会的大圈子中，就只有短短的几年时间，谁不想在将来的社会中能有一席之地呢？
所以大家认为大学生必须投身校园内外的各类实践活动，有助于锻炼品质，提高能力。
可见其对大学生综合素质的提高有不可抵触的重要性。
不能否认有过打工经历的同学，看起来要比其它同学更成熟、社会适应力更强，但对于学生，社会适应力只是一方面的衡量指标，大学期间主要的任务是学业结构的搭建，即知识结构、专业结构的搭建，为了打工影响甚至放弃了专业知识的学习，结果是得不偿失的。
实践出真知，社会实践活动是大学生活的重要组成部份，培养当代大学生的历史使命感、社会责任感和积极向上的精神风貌，充分发挥实践育人的作用，提高大学生的综合素质，也是检验所学理论知识的标准，社会实践不但为大学生提供了一个发挥自我才能，展现自我风采的舞台，也是培养和锻炼同学们综合能力的一个阶梯，更是一个大学生进入社会，走上工作岗位前的演练场地。
社会实践活动，从而确定比较正确的人生前进方向。
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