有限元分析结课论文文档格式.docx
《有限元分析结课论文文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有限元分析结课论文文档格式.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
I1/I—I———L-^，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，11
五、命令流,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,13
六、总结,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,14
/、、）匕八口，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，I
一、引言
有限元方法发展到今天。
已经成为一门相当复杂的实用工程技术。
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（analysissystem）是一种融结构、热、流体、电磁和声学于一体的大型CANE通用有限元分析软件，可广泛应用于航空航天、机械、汽车交通、电子等一般工业及科学研究领域。
该软件提供了不断改进的功能清单，具体包括：
结构高度非线性分析、电磁分析、计算流体力学分析、设计优化、接触分析、自适应网格划分及利用ANSY参数设计语言扩展宏命令功能。
ANSYS勺学习、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勺过程中一定要对ANSY所涉及到的一些理论知识有一个大概的了解，以加深对ANSYS勺理解。
例：
如图所示，使用ANSY分析平面带孔平板，分析在均布载荷作用下板内的应力分布。
已知条件：
q=100N/m板长L=12m宽b=12m厚t=0.02m,圆孔半径r=1m平板所用材料的弹性模量为E=2.06X1011pa，泊松比为0.3。
分析问题：
由于模型及约束载荷均对称，所以取1/4模型进行分析
q=1OON/m
二，前处理
1、分析问题：
由于模型及约束载荷均对称，所以取1/4模型进行分析。
2、建立有限元模型。
（1）创建工作文件夹并添加标题；
在ANSYSL作目录下创建一个文件夹，命名为
WorkForAnsys，以便用这个文件夹保存分析过程中所生成的文件。
启动ANSYS
后，使用菜单“File”“ChangeDirectory,”将工作目录指向WorkForAnsys
文件夹；
使用“ChangeJobname”输入lihan1403180608为初始文件名，使分析过程中生成的文件均以lihan1403180608为前缀。
使用菜单“File”——“ChangeTitle,”输入lihan1403180608使分析过程中的工程名为姓名+学号格式。
R17,
DEC22ZQlt01:
27:
50
DEC22201€
01:
/TITLE]Erternewtitle
Help
Cancel
⑵选择结构分析；
操作如下：
GUI:
MainMenu>
Preferences>
Structural
（3）选择单元；
首先进入单元类型库，操作如下：
MainMenu>
Preprocessor>
ElementType>
Add/Edit/Delete>
Add,在对话框左侧选择Solid选项，在右侧列表中选择Quad8node183选项，然后单击0K按钮。
本问题所用单元类型为带厚度平面应力分析，因此分析类型设定为Planestrs
w/thk类型，操作如下：
GUI:
PreProcessorMenu>
Element
Type>
Add/Edit/Delete>
Options,在K3项后面下拉菜单中选“Planestrsw/thk”
/\LibraryafEleintfntTrp?
jl
Onlystruduraldementtypesd馆sho^vn
LibraryofzlernentTypes
Elementtypereferencenumber
V~*■
DEC
R17.0
22201«
01:
\PLA'
JEISE）e'
e-menitypeoptionsj
3ptlon5forPLANfElementTypeRef.Nqj1
1
■lementshape1
<
Quadrildteral
Elementbehavior
K3
Planestrsw/thk
J
Eletnentfcrmulaticn
K6
Puredi&
placemnt
NOTE；
Mixedformulationisnotvalidwith
plane
QIC
Help|
（4）定义实常数；
根据单元类型定义实常数，操作如下：
GUI:
MainMenu>
Preprocessor>
RealConstants>
Add本例单元厚度为0.02m,在弹出的对话框中THK后文本框中键入材料厚度值0.02。
R1U
DEC22201fi01:
（5）定义材料属性；
定义材料属性（弹性模量和泊松比）的操作如下：
MainMenu>
MaterialProps>
MaterialModels>
Structural>
Linear>
Elastic>
Isotropi，在弹出的对话框中输入材料参数：
杨氏模量（EX）:
2.06e11，泊松比（PRXY）:
0.3。
CEC22
5£
橹Orthatnjpic毬AnisotropicNonLin^ar
會Density
saIhjernaL1!
xpsn£
L2m.
fwDawiping
心--t：
„斗
AddTanpsTstureDeleteTeiperature
卜加
（6）创建实体模型；
由于几何模型、材料参数和载荷均关于水平、竖直中心线对称，所以只需要建立方板的1/4模型即可。
取坐标原点为圆孔中心，建立右上角的1/4模型。
首先由长宽生成板，然后减去半径为r的1/4圆。
创建矩形（1/4板）：
通过长宽定义矩形，操作如下：
Modeling>
Create>
Areas>
Rectangle>
By2corners在弹
出的对话框中输入原点坐标（0,0）和板宽6、板高6。
创建圆面：
操作如下：
Modeling>
Areas>
Circle>
SolidCircle在弹出的对话框中输入原点坐标（0，0）和半径1。
从方板中减去圆：
通过布尔操作实现面相减，操作如下：
Operate>
Booleans>
Subtract>
Areas选定矩形，
点“OK;
再选中圆，点“OK即可
（7）划分网格；
首先进入MeshTool对话框，操作如下：
MeshTool在对话框中“ElementAttributes”项下拉菜单中选
“Areas”。
选中“SmartSize”前的小方框，设定SmartSize值为6,让系统设定每个边的网格尺寸。
单击“Mesh'
按钮，选中模型，0K保存数据库：
Toolbar>
SAVE_DB
/
l±
h_anl£
031B0«
0a
二、计算
施加载荷并求解。
（1）定义约束；
由于实体模型及载荷约束均对称，所以利用对称性定义约束。
ANSYS提供了专门的设置，以方便设置对称条件，即沿对称轴设置“symmetry
boundarycondition”，操作如下：
Loads>
DefineLoads>
Apply>
Displacement>
SymmetryB.C>
OnLines选择
底边和左侧边（实体模型的对称线），单击Pick对话框中的OK按钮，则被选中线上沿对称轴显示出小s。
弹出ApplyPRES）nLines对话框，键入载荷值-100（由于载荷方向离开板为拉力,所以为负值，反之为正），单击OK按钮。
⑶求解；
MainMenu>
Solution>
Solve>
CurrentLS
■
四、后处理
（1）查看模型变形前后图；
MainMenu>
GeneralPostproc>
PlotResults>
DeformedShape〉Def+undeformed保存图使用菜单“PlotCtrls”>
Hardcopy>
Tofile,
ANSYS
DEC222Cil€
02:
35:
13
lihanl40313C608
（2）查看等效应力；
显示等效应力等值线图，操作如下：
GeneralPostproc>
ContourPlot>
NodalSolu>
Stress>
vonMisesstress单击OK按钮。
保存图使用菜单“PlotCtrls”>
Hardcopy>
（3）查看变形过程动画；
菜单PlotCtrls>
Animate>
DeformedResults>
vonMisesSEQV动画内容自动在工作目录下保存为avi格式。
五、命令流
六，总结
本实验利用了ANSY歆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。
ANSY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ANSY的过程中一定要对ANSY所涉及到的一些理论知识有一个大概的了解,以加深对ANSY的理解。
附录：
参考文献
1.有限元法及ANSYSi序应用基础，张力主编北京：
科学出版社，2008.10
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,2008.7
3.材料力学第四版，刘洪文主编北京：
高等教育出版社，2004.1
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，2009.1
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，2006.10
升级会员 