现代有限元仿真技术实验指导书电子科技大学机械电子工程学院工程训练中心
目录
实验一结构梁的有限元分析 (1)
实验二薄板圆孔的有限元分析 (6)
实验三受内压作用的球体的有限元建模与分析 (15)
实验四坝体的有限元建模与应力应变分析 (18)
实验五联轴器的有限元分析实验 (21)
实验六轴承座的有限元建模与分析 (32)
实验七流体分析 (38)
实验八瞬态热分析 (43)
实验一结构梁的有限元分析
一实验目的
1. 了解ANSYS在有限元分析中的作用；
2. 理解ANSYS的工作机理；
3. 掌握ANSYS的建模及分析方法；
4. 掌握梁结构的有限元分析方法。
二实验原理
1. 有限元建模的基本原则
建模时需要考虑两条基本原则：一是保证计算结果的精度，二是控制模型的规模。在保证精度的前提下，减小模型规模是必要的，它可在有限的条件下使有限元计算更好、更快地完成。
（1）保证精度原则
①适当增加单元数量，即划分比较密集的网格。实际计算时，可以比较两种网格的计算结果，如果相差较大，可以继续增加单元数量。如果结果变化不大，则可以停止增加。
②在划分网格特别是在应力精度要求很高的区域时尽量划分比较规则的网格形状。一般情况下，使单元形状为正多边形（等边三角形或正方形）和正多面体。
（2）控制规模原则
模型规模是指模型的大小，直观上可用节点数和单元数来衡量。
①可以通过控制节点和单元数量来控制模型规模。此外，模型规模还受节点和单元编号的影响。
②在估计模型规模时，除了考虑节点的多少外，还应考虑节点的自由度数。
2. 有限元建模的一般步骤
不同问题的有限元建模过程和内容不完全相同，在具体实施分析之前，首先弄清分析对象的几何形状、约束特点和载荷规律，以明确结构型式、分析类型、计算结果的大致规律、精度要求、模型规模大小等情况，以确定合理的建模策略和分析方案。
3. 形状处理方法
几何模型对分网过程、网格形式和网格数量都有直接影响。几何建模时，对原有结构进行适当处理是必要的。
（1）降维处理：对某些结构作近似处理，按平面问题或轴对称问题来计算，把三维问题简化或近似为二维问题来处理。
（2）细节简化：结构中存在的一些相对尺寸很小、处于结构的非高应力区的细节，如倒圆、倒角、退刀槽、加工凸台等，可以简化处理。
（3）局部结构的利用：当有些结构尺寸很大，但受力或同时受力的却是某些相对很小的局部，结构只是在局部发生变形，应力也分布在局部区域内时，可以从整个结构中划分出一部分进行分析。
（4）对称性的利用：当结构形状和边界条件具有某种对称性，应力和变形呈相应的对称分布时，可以只取出结构的一半计算。
4. 单元类型
单元类型的选择应根据分析类型、形状特征、计算数据特点、精度要求和计算条件等因素综合考虑。在结构分析领域，不同的结构类型需要相应的单元进行离散。因此单元通常是按结构类型进行分类的，即根据结构的特点选择相应单元。
5. 单元特性
单元特性定义了单元内部数据，包括材料数据、截面数据等。
（1）材料特性
材料特性用于定义分析对象的材料在力学、热学等方面的性能，如弹性模量E、泊松比、密度、导热系数、热膨胀系数等。
（2）物理特性
物理特性用于定义单元物理参数或辅助几何特征，在ANSYS中称为实常数。
（3）截面特性
杆、梁这类一维单元需要定义其截面特性。杆件结构只承受拉压，其截面特性只有截面积。梁结构可以承受拉压、弯曲和扭转，其截面特性包括截面积、主惯矩、极惯矩等截面性质。
（4）单元相关几何数据
某些单元具有一些相关几何数据，以对单元作进一步说明。
6. 网格划分原则
（1）网格数量
网格数量的多少主要影响以下两个因素。
①结果精度
网格数量增加，结果精度一般会随之提高，但当网格数量太大时，数值计算的累积误差反而会降低计算精度。
②计算规模
网格数量增加，将会增加计算时间。并不是网格分得越多越好，应该考虑网格增加的经济性，在实际计算时应权衡两个因素综合考虑。
（2）网格疏密
网格疏密是指结构不同部位采用不同大小的网格，又称相对网格密度。应力集中区域采用较密集的网格，而在其它非应力集中区域，则采用较稀疏的网格。采用疏密不同的网格划分，既可保持相当的精度，又可使网格数量减小。
（3）单元阶次
采用高阶单元可以提高计算精度，但高阶单元的节点较多，使用时也应权衡精度和规模综合考虑。
（4）网格质量
网格质量是指网格几何形状的合理性。网格各边和各个内角相差不大，网格表面不过分扭曲，边角点位于边界等分点附近，则这类网格的质量较好。网格划分之后，应进行网格质量检查，并对质量差的网格（特别是重要部位的网格）进行修正。
（5）网格分界面和分界点
划分网格时，结构中的一些特殊界面和特殊点应划分为网格边界或节点。
7. 网格划分方法
（1）半自动分网方法
由分析人员确定节点位置和形成单元，分网过程在计算机屏幕上通过人机交互方式进行。在分网时可不必考虑生成顺序，可以任意控制节点位置和单元形状，划分的网格容易满足给定的要求。
（2）自动分网方法
对于形状复杂的空间曲面或实体，自动分网降低了网格划分难度，大大提高了建模效率。自动分网时需要选择单元类型、网格形状（如三角形或四边形）和单元阶次，并确定网格尺寸，然后选择进行分网的几何模型，之后整个分网过程由计算机自动完成。
8. 边界条件的建立
分析结构与其它结构或外界的关系用载荷、位移约束等边界条件来定义。边界条件的类型很多，不同分析问题需要定义相应的边界条件。在结构分析中，边界条件主要包括位移约束和载荷条件，载荷条件包括：集中载荷、分布载荷、体积力及温度载荷。
9. ANSYS中有限元模型的建立方法
（1）创建实体模型，通过网格化生成有限元模型
（2）直接生成有限元模型：首先定义好节点，然后按照节点的顺序构造单元。
由节点生成单元的前提条件：
①必须先定义节点及该单元所需的最少节点数，再由节点构建单元。比如该单元是四边形单元，则须先定义好4个节点才行。
②必须指定合适的单元属性，包括单元类型、单元实常数及材料属性等。
适合于比较简单的模型，比如本实验中的梁结构
三实验器材
装有ANSYS软件的计算机1台
四实验步骤
梁的有限元建模与变形分析要求选择不同形状的截面分别进行计算。
图1-1 梁的计算分析模型
梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）：
1.1 进入ANSYS
程序→ANSYS →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run
1.2 设置计算类型
ANSYS MainMenu: Preferences →select Structural →OK
1.3 选择单元类型
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete…→Add…→select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window) →Close (the Element Type window)
1.4 定义材料参数
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →
Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY:0.3 →OK
1.5 定义截面
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns →分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面：矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15 →Apply →圆截面：ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面：ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007 →OK
1.6 生成几何模型
生成特征点
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入三个点的坐标：input:1(0,0),2(10,0),3(5,1) →OK
生成梁
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →lines→Straight lines →连接两个特征点，1(0,0),2(10,0) →OK
1.7 网格划分
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Attributes →Picked lines →OK →选择: SECT:1（根据所计算的梁的截面选择编号）；Pick Orientation
Keypoint(s):YES→拾取：3#特征点(5,1) →OK→Mesh Tool →Size Controls) lines:Set →Pick All(in Picking Menu) →input NDIV:5 →OK (back to Mesh Toolwindow) →Mesh →Pick All (in Picking Menu) →Close (the Mesh Toolwindow)
1.8 模型施加约束
最左端节点加约束
ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →On Nodes →pick the node at (0,0) →OK →select UX,UY,UZ,ROTX →OK 最右端节点加约束
ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →On Nodes →pick the node at (10,0) →OK →selectUY,UZ,ROTX →OK
施加y方向的载荷
ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Beams →Pick All →V ALI:100000 →OK
1.9 分析计算
ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK(to close thesolve Current Load Step window) →OK
1.10 结果显示
ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →DeformedShape…→select Def + Undeformed →OK (back to Plot Results window) →Contour Plot →Nodal Solu →select: DOF solution, UY, Def + Undeformed ,Rotation, ROTZ ,Def + Undeformed→OK
1.11 退出系统
ANSYS Utility Menu: File→Exit →Save Everything→OK
五实验要求
对比分析结果与实际情况，得出相应结论。
六注意事项
1. 在进行有限元分析时，要注意工作文件名与工作标题名的易辨认性，这样可以避免在繁多的文件中到不到所需文件的尴尬；
2. ANSYS中没有“撤销”步选项，所以在进行有限元建模过程中，要养成分步保存数据的习惯；
3. 简单模型在ANSYS中建模，复杂模型用其他专业建模软件建模，可以提高建模效率。七实验报告
按标准实验报告格式，并包括如下内容：
1. 几何模型的贴图
2. 分析结果的贴图
实验二薄板圆孔的有限元分析
一实验目的
1. 进一步掌握有限元的分析方法；
2. 加深对有限元在结构静力分析中的应用的理解；
3. 熟悉ANSYS的操作界面；
4. 掌握对称平面结构的有限元分析方法。
二实验原理
1. 实体建模
ANSYS具有与大多数CAD/CAE软件的接口，可直接导入各种实体和有限元模型。同时，ANSYS软件还提供了两种实体建模方法：自顶向下法与自底向上法。
①自顶向下法：利用圆、矩形、球、棱柱、圆柱、块等（称为基元）高级图元，通过布尔运算直接构造几何模型。
②自底向上法：通过低级图元逐级向上构造高级图元，最终形成所需模型，即首先定义关键点，依次连接关键点生成相应的线，通过线生成面和体。
2. 有限元建模的基本原则
建模时需要考虑两条基本原则：一是保证计算结果的精度，二是控制模型的规模。在保证精度的前提下，减小模型规模是必要的，它可在有限的条件下使有限元计算更好、更快地完成。
（1）保证精度原则
①适当增加单元数量，即划分比较密集的网格。实际计算时，可以比较两种网格的计算结果，如果相差较大，可以继续增加单元数量。如果结果变化不大，则可以停止增加。
②在划分网格特别是在应力精度要求很高的区域时尽量划分比较规则的网格形状。一般情况下，使单元形状为正多边形（等边三角形或正方形）和正多面体。
（2）控制规模原则
模型规模是指模型的大小，直观上可用节点数和单元数来衡量。
①可以通过控制节点和单元数量来控制模型规模。此外，模型规模还受节点和单元编号的影响。
②在估计模型规模时，除了考虑节点的多少外，还应考虑节点的自由度数。
3. 有限元建模的一般步骤
不同问题的有限元建模过程和内容不完全相同，在具体实施分析之前，首先弄清分析对象的几何形状、约束特点和载荷规律，以明确结构型式、分析类型、计算结果的大致规律、精度要求、模型规模大小等情况，以确定合理的建模策略和分析方案。
4. 形状处理方法
几何模型对分网过程、网格形式和网格数量都有直接影响。几何建模时，对原有结构进行适当处理是必要的。
（1）降维处理：对某些结构作近似处理，按平面问题或轴对称问题来计算，把三维问题简化或近似为二维问题来处理。
（2）细节简化：结构中存在的一些相对尺寸很小、处于结构的非高应力区的细节，如倒圆、倒角、退刀槽、加工凸台等，可以简化处理。
（3）局部结构的利用：当有些结构尺寸很大，但受力或同时受力的却是某些相对很小的局部，结构只是在局部发生变形，应力也分布在局部区域内时，可以从整个结构中划分出一部分进行分析。
（4）对称性的利用：当结构形状和边界条件具有某种对称性，应力和变形呈相应的对称分布时，可以只取出结构的一半计算。
三实验器材
装有ANSYS软件的计算机1台
四实验步骤
一个承受单向拉伸的无限大板，在其中心位置有一个小圆孔。
材料属性：
弹性模量E=2×1011Pa
泊松比=0.3
拉伸载荷：
P=1000Pa
几何参数：
平板厚度t=0.1m。
单元类型：
Structural Solid Quad 8node 82
1. 定义工作文件名和工作标题
（1）定义工作文件名
Utility Menu>File>Change Jobname，输入文件名，选择【New log and error files】复选框，单击OK按钮。
（2）定义工作标题
Utility Menu>File>Change Title，输入工作标题，单击OK。
（3）重新显示
Utility Menu>Plot>Replot
（4）关闭三角坐标符号
Utility Menu>PlotCtrls>Window Controls>Window Options，弹出【Windows Options】对话框，在【Location of triad】下拉列表框中选择“Not Shown”选项，单击OK。
2. 定义单元类型和材料属性
（1）选择单元类型
Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，弹出【Element Types】对话框。单击Add按钮，弹出如图所示的【Library of Element Types】对话框。选择“Structural Solid”
和“Quad 8node 183”选项，单击OK按钮，然后单击Close按钮。
（2）设置材料属性
Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models，弹出【Define Material Models Behavior】窗口。双击如图示【Material Model Available】列表框的“Structural/Linear/Elastic/Isotropic”选项，弹出【Linear Isotropic Material Properties for Material Number 1】。在【EX】和【PRXY】文本框中分别输入“2e11”及“0.3”。单击OK 按钮，然后执行Material>Exit，完成材料属性的设置。
（3）保存数据
单击ANSYS Toolbar中的SA VE_DB按钮。
3. 创建几何模型
（1）生成一个矩形面
Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimensions，弹出【Create Rectangle by Dimensions】对话框。如图所示输入数据，单击OK按钮，在图形窗口中显示一个矩形。
（2）生成一个圆孔
Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>Solid Circle，弹出如图所示的【Solid Circular Area】对话框。分别在【WP X】、【WP Y】和【Radius】文本框中输入“0”、“0”、“5”。单击OK按钮，生成结果如下左图所示。
（3）执行面相减操作
Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Areas，弹出一个拾取框。拾取编号为A1的面，单击OK按钮。然后拾取编号为A2的圆面，单击OK按钮。生成结果如下右图所示。
（4）保存几何模型
单击ANSYS Toolbar中的SA VE_DB按钮。
4.生成有限元网格
（1）设置网格的尺寸大小Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>ManualSize>Global>Size，弹出[GlobalElement Sizes]对话框。在[Element edge length]文本框中输入“0.5"，单击Ok按钮。
（2）采用白由网格划分单元
MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free，弹出一个拾取框。拾取编号为A3
的面，单击OK按钮，生成的网格如下图所示。
（3）保存结果
单击工具栏中的SA VE_ DB按钮。
5.施加载荷并求解
（1）施加约束条件
Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structrual>Displacement>On Lines，弹出一个拾取框。拾取编号为L10和L9的线，单击OK按钮，弹出【Apply U，ROT on Lines】对话框。选择“UX”，选择，单击OK按钮。
(2)施加载荷
Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structrual>Pressure>On Lines，弹出一个拾取框。拾取编号为L2的线，单击OK按钮，弹出如图【Apply PRES on lines】对话框。在【Load PRES value】文本框中输入“-1000"，单击OK按钮，生成结果如下图。
（3）求解
Main Menu>Solution>Solve>Current LS，弹出一个提示框。浏览后执行File>Close，单击【OK]按钮开始求解运算。出现一个【Solution is done】对话框时单击Close按钮完成求解运算。
（4）保存分析结果
Utility Menu>File>Save as，弹出[Save as]对话框。输入“EXERCISE2"，单击OK按钮。
6.浏览计算结果
（1）显示变形形状
Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape，弹出[Plot Deformed Shape]对话框。选择‘`Def+undeformed'，单选按钮，单击OK按钮，生成结果如下图所示。
（2）列出节点的列表结果
Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution，弹出[List Nodal Solution]对话框。在[Item to be listed]列表框中选择“Stress”选项和“von Mises stress”选项，单击OK 按钮。每个单元角节点的6个应力分量将以列表方式显示，如下右图所示。执行File>Save as，可将其作为一个文本文件保存。
（1）浏览节点上的V on Mises应力值
Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu，弹出[Contour Nodal Solution Data]对话框。在[Item to be contoured]列表框中分别选择“stress”和“von Mises stress"选项，单击OK按钮，生成结果如下图所示。
7.以扩展方式显示计算结果
(1)设置扩展模式(镜像)
Utility Menu>P1otCtrls>Style>Symmetry Expansion>Periodic/Cyclic Symmetry Expansion，弹出[Periodic/Cyclic Symmetry Expansion]对话框。选中“Reflect about YZ”单选按钮，单击OK按钮，生成结果如下第二幅图所示。
（1）以等值线方式显示
Utility Menu>P1otCtrls>Device Options，弹出[Device Options]对话框。选择[Vector mode (wireframe)]复选框，单击OK按钮，生成结果如下图所示。
五实验要求
对比分析结果与实际情况，得出相应结论。
六注意事项
1.在进行有限元分析时，注意对称性的利用，可以简化分析过程；
2.几何模型的建立与单元属性的设定没有严格意义上的先后顺序之分；
3.比较通过分网创建有限元模型与直接创建有限元模型之间的不同。七实验报告
按标准实验报告格式，并包括如下内容：
1. 几何模型的贴图
2. 分析结果的贴图
实验三受内压作用的球体的有限元建模与分析
一实验目的
1.熟悉并掌握ANSYS软件的使用方法；
2.掌握如何利用ANSYS进行有限元建模及分析；
3.了解受内压作用的球体的受力。
二实验原理
1. 实体建模
ANSYS具有与大多数CAD/CAE软件的接口，可直接导入各种实体和有限元模型。同时，ANSYS软件还提供了两种实体建模方法：自顶向下法与自底向上法。
①自顶向下法：利用圆、矩形、球、棱柱、圆柱、块等（称为基元）高级图元，通过布尔运算直接构造几何模型。
②自底向上法：通过低级图元逐级向上构造高级图元，最终形成所需模型，即首先定义关键点，依次连接关键点生成相应的线，通过线生成面和体。
2. 有限元建模的基本原则
建模时需要考虑两条基本原则：一是保证计算结果的精度，二是控制模型的规模。在保证精度的前提下，减小模型规模是必要的，它可在有限的条件下使有限元计算更好、更快地完成。
（1）保证精度原则
①适当增加单元数量，即划分比较密集的网格。实际计算时，可以比较两种网格的计算结果，如果相差较大，可以继续增加单元数量。如果结果变化不大，则可以停止增加。
②在划分网格特别是在应力精度要求很高的区域时尽量划分比较规则的网格形状。一般情况下，使单元形状为正多边形（等边三角形或正方形）和正多面体。
（2）控制规模原则
模型规模是指模型的大小，直观上可用节点数和单元数来衡量。
①可以通过控制节点和单元数量来控制模型规模。此外，模型规模还受节点和单元编号的影响。
②在估计模型规模时，除了考虑节点的多少外，还应考虑节点的自由度数。
3. 有限元建模的一般步骤
不同问题的有限元建模过程和内容不完全相同，在具体实施分析之前，首先弄清分析对象的几何形状、约束特点和载荷规律，以明确结构型式、分析类型、计算结果的大致规律、精度要求、模型规模大小等情况，以确定合理的建模策略和分析方案。
4. 形状处理方法
几何模型对分网过程、网格形式和网格数量都有直接影响。几何建模时，对原有结构进行适当处理是必要的。
（1）降维处理：对某些结构作近似处理，按平面问题或轴对称问题来计算，把三维问题简化或近似为二维问题来处理。
（2）细节简化：结构中存在的一些相对尺寸很小、处于结构的非高应力区的细节，如倒圆、倒角、退刀槽、加工凸台等，可以简化处理。
（3）局部结构的利用：当有些结构尺寸很大，但受力或同时受力的却是某些相对很小的局部，结构只是在局部发生变形，应力也分布在局部区域内时，可以从整个结构中划分出一部分进行分析。
（4）对称性的利用：当结构形状和边界条件具有某种对称性，应力和变形呈相应的对
称分布时，可以只取出结构的一半计算。
图4-1 受均匀内压的球体计算分析模型（截面图）
三实验器材
装有装有ANSYS分析软件的计算机1台
四实验步骤
1 进入ANSYS
程序→ANSYS →Interactive →change the working directory intoyours →input Initial jobname: sphere→Run
2 设置计算类型
ANSYS Main Menu: Preferences…→select Structural →OK
3 选择单元类型
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 182 →OK (back to Element Types window) →Options…→select K3: Axisymmetric →OK→Close (the Element Type window)
4 定义材料参数
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY:0.3 →OK
5 生成几何模型
生成特征点
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK
生成球体截面
ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical→ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →In ActiveCoord →依次连接1,2,3,4 点→OK →Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →By Lines →依次拾取四条边→OK →ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian
6 网格划分
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→(Size Controls)lines: Set →拾取两条直边:OK→input NDIV: 10 →Apply→拾取两条曲边:OK→input NDIV: 20 →OK →(back to the mesh tool window)Mesh: Areas, Shape:Quad, Mapped →Mesh →Pick All (in Picking Menu) →Close( the Mesh Toolwindow)
7 模型施加约束
给水平直边施加约束
ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →On Lines →拾取水平边：Lab2: UY →OK，
给竖直边施加约束
ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement Symmetry B.C. →On Lines →拾取竖直边→OK
给内弧施加径向的分布载荷
ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Lines →拾取小圆弧；OK →input V ALUE:100e6 →OK
8 分析计算
ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK(to close thesolve Current Load Step window) →OK
9 结果显示
ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →DeformedShape…→select Def + Undeformed →OK (back to Plot Results window) →Contour Plot →Nodal Solu…→select: DOF solution, UX,UY, Def +Undeformed , Stress ,SX,SY,SZ,Def + Undeformed→OK
10 退出系统
ANSYS Utility Menu: File→Exit…→Save Everything→OK
五实验要求
记录实验过程、完成建模并对实验所得数据进行分析，完成实验报告。
六注意事项
1.在进行有限元分析时，注意对称性的利用，可以简化分析过程；
2.几何模型的建立与单元属性的设定没有严格意义上的先后顺序之分；
3.比较通过分网创建有限元模型与直接创建有限元模型之间的不同。
七实验报告
按标准实验报告格式，并包括如下内容：
1. 几何模型的贴图
2. 分析结果的贴图
实验四坝体的有限元建模与应力应变分析
一实验目的
1.熟悉并掌握ANSYS软件的使用方法；
2.掌握如何利用ANSYS进行有限元建模；
3.掌握如何利用ANSY进行应力应变分析。
二实验原理
1. 有限元建模的基本原则
建模时需要考虑两条基本原则：一是保证计算结果的精度，二是控制模型的规模。在保证精度的前提下，减小模型规模是必要的，它可在有限的条件下使有限元计算更好、更快地完成。
（1）保证精度原则
①适当增加单元数量，即划分比较密集的网格。实际计算时，可以比较两种网格的计算结果，如果相差较大，可以继续增加单元数量。如果结果变化不大，则可以停止增加。
②在划分网格特别是在应力精度要求很高的区域时尽量划分比较规则的网格形状。一般情况下，使单元形状为正多边形（等边三角形或正方形）和正多面体。
（2）控制规模原则
模型规模是指模型的大小，直观上可用节点数和单元数来衡量。
①可以通过控制节点和单元数量来控制模型规模。此外，模型规模还受节点和单元编号的影响。
②在估计模型规模时，除了考虑节点的多少外，还应考虑节点的自由度数。
2. 有限元建模的一般步骤
不同问题的有限元建模过程和内容不完全相同，在具体实施分析之前，首先弄清分析对象的几何形状、约束特点和载荷规律，以明确结构型式、分析类型、计算结果的大致规律、精度要求、模型规模大小等情况，以确定合理的建模策略和分析方案。
3. 形状处理方法
几何模型对分网过程、网格形式和网格数量都有直接影响。几何建模时，对原有结构进行适当处理是必要的。
（1）降维处理：对某些结构作近似处理，按平面问题或轴对称问题来计算，把三维问题简化或近似为二维问题来处理。
（2）细节简化：结构中存在的一些相对尺寸很小、处于结构的非高应力区的细节，如倒圆、倒角、退刀槽、加工凸台等，可以简化处理。
（3）局部结构的利用：当有些结构尺寸很大，但受力或同时受力的却是某些相对很小的局部，结构只是在局部发生变形，应力也分布在局部区域内时，可以从整个结构中划分出一部分进行分析。
（4）对称性的利用：当结构形状和边界条件具有某种对称性，应力和变形呈相应的对称分布时，可以只取出结构的一半计算。
4.实验问题描述
计算分析模型如图所示, 习题文件名: dam。
园艺植物育种学总论实验指导书 黄桂香编著 广西大学农学院园艺系 2013年3月
目录 实验一园艺植物花粉生活力测定(3h) (3) （一）果树花粉生活力测定 (3) （二）蔬菜花粉生活力测定 (6) 实验二、三园艺植物开花习性观察及有性杂交育种(6h) (7) （一）果树开花习性观察及有性杂交育种 (7) （二）蔬菜开花习性观察及有性杂交育种 (8) 实验四、园艺植物品种描述及鉴别(3h) (10) （一）番茄品种描述及鉴别 (10) （二）荔枝品种描述及鉴别 (13) 实验五、种胚分离培养技术(3h) (16) 实验六、园艺植物选择育种(3h) (17) 实验七、园艺植物品种调查及育种方案的制订(6h) (20) 实验八、园艺植物花粉单核期观察(3h) (20)
实验一、园艺植物花粉发芽试验及生活力测定 内容一：果树花粉发芽试验及花粉生活力测定 一、目的要求 练习并掌握果树花粉发芽试验及花粉生活力测定技术 二、材料用具 供试花粉、氯化钙、硼酸、琼脂、蔗糖、凹玻片、棉花、染色瓶、蒸馏水、显微镜、计数器、天平、载玻片、盖玻片、烧杯、镊子、水浴锅、玻璃杯、玻棒、冰箱、温箱、干燥器等。联苯胺、α—萘酚、碳酸钠、酒精、过氧化氢、氯化三苯基四氮吡、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、量筒、量瓶、滴瓶等。 安全提示：因联苯胺、α—萘酚、氯化三苯基四氮唑为易制毒化学品，操作时要按规范要求，避免人体直接接触，注意安全。 三、说明 在有性杂交工作中，常因杂交亲本组合的花期不遇，或亲本植株异地而必须预先收集父本花粉，花粉应贮藏在低温(0—4℃)，干燥(相对湿度0—4%)不受阳光直射(或黑暗)的环境下，可以较长时间地保持花粉的生活力，经贮藏或外地采来的花粉，在授粉之前，必须检验花粉的生活力，以确定花粉发芽的可靠程度，这对检验杂交后的效果，具有重要意义。 花粉人工发芽的效果与培养基的配制是否适合有很大关系，培养基常用不同浓度的蔗糖和琼脂1%及蒸馏水配制而成，不同果树的花粉对蔗糖浓度要求不同。一般柑桔花粉要求蔗糖浓度以10—15%为宜；苹果及梨以10—15%为宜，桃以10%为宜。通过控制蔗糖浓度的高低可调节培养基的渗透压，防止播种的花粉在培养基上发生破裂现象。培养基一般以微酸性为宜，pH值相应调整在6—5.2之间，发芽温度控制在20—25℃，并需要空气和较高的湿度。如在培养基中加入少量，更可促进花粉发芽。 的硼酸和维生素B 1 测定花粉生活力，同样是检查花粉的质量，因为做花粉发芽试验时，操作较复杂，设备要求较高，需时也较长。为了简易而迅速地测定花粉的生活力，也有用化学染色的方法测定花粉生活力，但此种方法有一个很大的缺点，就是不能真实地反映出有发芽力的花粉究竟有多少，因为即使染上色的花粉也不一定都具有生活力。所以一般常用而且较为可靠的方法仍然是采用花粉发芽试验，而染色法作为一种粗略的快速测定，还是比较简便的。 四、方法和步骤 (一)花粉发芽试验 (1)培养基的配制：在100毫升蒸馏水中，加入琼脂1克，蔗糖(按果树花粉种类不同的比例加入)和0.01g的硼酸共同置于烧杯中加热煮沸，使琼脂和蔗糖等充分溶解于水中，在加热过程中，由于水分蒸发，必须加入失去的水分，才能保持准确的浓度，然后将烧杯置于水浴锅中(或盛热水的烧杯中)备用，以防培养基冷却凝固 (2)发芽床的装置：用玻棒将冷却前(约50℃)的培养基滴入凹玻片的凹孔中(1—2滴)，要求培养基表面必须园正，待其凝固后用作播种花粉之发芽床。 (3)播种花粉用接种丝或头发沾上花粉(花粉事先收集使之干燥，贮藏于干燥器中置于冰箱内)少许，均匀地播种于培育基表面，播种时要防止花粉成团堆集
实验一信号放大电路实验 一、实验目的 1．研究由集成运算放大器组成的基本放大电路的功能。 2．了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验设备 1．测控电路（一）实验挂箱 2．虚拟示波器 3．函数信号发生器 4．直流电压表 四、实验内容及步骤 实验前熟悉相应的实验单元，认清实验单元的信号输入及输出端口，把±15V直流稳压电源接入“测控电路（一）”实验挂箱。（注：切忌正负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块）。 1．反向比例放大器 （1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元，输入端U i接地，用万用表测量输出端U O，调节本单元的电位器，使输出为零。 （2）调节功率信号发生器，使之输出f=1KHz的正弦信号，接入本单元的输入端，实验时要注意输入的信号幅度以确保集成运放工作在线性区，用示波器观测U i及输出电压U O 2．同相比例放大器 （1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元，信号输入端接地，进行调零。 3．电压跟随器 （1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元，信号输入端接地，进行调零。
4．同相交流放大电路 （1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元。 （2）实验步骤同内容1，将结果记入表下表中。 5．自举组合电路 1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元，信号输入端接地，进行调零。 2）实验步骤同内容1，将结果记入表下表中。 6．双运放高共模抑制比放大电路 1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元，信号输入端接地，进行调零。 2）在U i1及U i2的两端输入正弦波信号，测量相应的U0，并用示波器观测U0与U i的幅 7．三运放高共模抑制比放大电路 1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元，两信号输入端均接地，调节本单元的电位器W2，使输出端U0电压为零。 2）在U i1及U i2的两端输入正弦波信号，并用示波器观测U0与U i的幅值及相位关系， 五、实验注意事项 实验挂箱中的直流电源正负极切忌接反。 六、思考题 1．自举组合电路一般应用于那种场合？ 2．对测量放大电路的基本要求是什么？ 3．按照图2-7给定的电路参数，假设已调零，试计算当R D1=5KΩ时，放大器的差模增益？
武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称机械中的有限单元分析 开课学院机电工程学院 指导老师姓名 学生姓名 学生专业班级机电研 1502班 2015—2016 学年第2学期
实验一方形截面悬臂梁的弯曲的应力与变形分析 钢制方形悬臂梁左端固联在墙壁，另一端悬空。工作时对梁右端施加垂直向下的30KN的载荷与60kN的载荷，分析两种集中力作用下该悬臂梁的应力与应变，其中梁的尺寸为10mmX10mmX100mm的方形梁。 1.1方形截面悬臂梁模型建立 建模环境：DesignModeler 15.0。 定义计算类型：选择为结构分析。 定义材料属性：弹性模量为2.1Gpa，泊松比为0.3。 建立悬臂式连接环模型。 （1）绘制方形截面草图：在DesignModeler中定义XY平面为视图平面，并正视改平面，点击sketching下的矩形图标，在视图中绘制10mmX10mm的矩形。（2）拉伸：沿着Z方向将上一步得到的矩阵拉伸100mm，即可得到梁的三维模型，建模完毕，模型如下图1.1所示。 图1.1 方形截面梁模型 1.2 定义单元类型： 选用6面体20节点186号结构单元。 网格划分：通过选定边界和整体结构，在边界单元划分数量不变的情况下，通过分别改变节点数和载荷大小，对同一结构进行分析，划分网格如下图1.2所示：
图1.2 网格划分 1.21 定义边界条件并求解 本次实验中，讲梁的左端固定，将载荷施加在右端，施以垂直向下的集中力，集中力的大小为30kN观察变形情况，再将力改为50kN，观察变形情况，给出应力应变云图，并分析。 （1）给左端施加固定约束； （2）给悬臂梁右端施加垂直向下的集中力； 1.22定义边界条件如图1.3所示： 图1.3 定义边界条件 1.23 应力分布如下图1.4所示： 定义完边界条件之后进行求解。
实验一材料硬度测定(综合性) 一、实验内容 1.金属布氏硬度实验。 2.金属洛氏硬度实验。 二、实验目的及要求 该实验的目的是使学生熟悉金属布氏、洛氏、维氏硬度计的使用方法，巩固硬度试验方法的理论知识，掌握各种硬度计的结构原理、操作方法及注意事项。要求学生具有踏实的理论知识，同时也具有严谨、一丝不苟的作风。 三、实验条件及要求 （一）实验条件 1.布氏硬度计、洛氏硬度计和显维硬度计，读数放大镜，标准硬度块。 2.推荐试样用材：灰铸铁、经调质处理的45钢、淬火低温回火的T10钢。 （二）要求 制备试样过程中不得使试样因冷、热加工影响试验面原来的硬度。试验面应为光滑的平面，不应有氧化皮及污物，测布氏硬度、洛氏硬度时试验面的粗糙度Ra≤0.8μm。 试验时，应保证试验力垂直作用于试验面上，保证试验面不产生变形、挠曲和振动。试验应在10～35℃温度范围内进行。 不同硬度试验对试样及试验操作尚有具体要求。 四、实验相关知识点 1.硬度试验原理。 2.对试样的要求。 3.硬度试验方法的选择。 4.各种硬度计的结构原理、操作方法及注意事项。 5.试验数据的获得。 6.不同硬度试验方法的关系。 五、实验实施步骤 （一）金属布氏硬度试验 金属布氏硬度值是单位压痕表面积所承受的外力。
1.试验规范的选择 布氏硬度试验时应根据测试材料的硬度和试样厚度选择试验规范，即压头材料与直径、F/D2值、试验力F及试验力保持时间t。 （1）压头材料与直径的选择压头为硬质合金球。 球体直径D的选择按GB/T231.1-2009《金属布氏硬度试验方法》有五种，即10mm、5mm、2.5mm、2mm和1mm。压头直径可根据试样厚度选择，见压头直径、压痕平均直径与试样最小厚度关系表。选择压头直径时，在试样厚度允许的条件下尽量选用10mm球体作压头，以便得到较大的压痕，使所测的硬度值具有代表性和重复性，从而更充分地反映出金属的平均硬度。 （2）F/D2、试验力F及试验力的选择 F/D2比值有七种：30、15、10、5、2.5、1.25和1，其值主要根据试验材料的种类及其硬度范围来选择。 球体直径D和F/D2比值确定后，试验力F也就确定了。 试验须保证压痕直径d在（0.24～0.6）D范围内，试样厚度为压痕深度的10倍以上。 （3）试验力保持时间t的选择试验力保持时间t主要根据试样材料的硬度来选择。黑色金属：t＝10～15s；有色金属：t＝（30±2）s；<35HBW的材料：t＝（60±2）s。 2.布氏硬度试验过程 （1）试验前，应使用与试样硬度相近的二等标准布氏硬度块对硬度计进行校对，即在硬度块上不同部位测试五个点的硬度，取其平均值，其值不超过标准硬度块硬度值的±3％方可进行试验，否则应对硬度计进行调整、修理。 （2）接通电源，打开电源开关。将试样安放在试验机工作台上，转动手轮使工作台慢慢上升，使试样与压头紧密接触，直至手轮与螺母产生相对滑动。同时应保证试验过程中试验力作用方向与试验面垂直，试样不发生倾斜、移动、振动。 启动按钮开关，在施力指示灯亮的同时迅速拧紧压紧螺钉，使圆盘随曲柄一起回转，直至自动反向转动为止，施力指示灯熄灭。从施力指示灯亮到熄灭的时间为试验力保持时间，转动手轮取下试样。 （3）用读数显微镜在两个互相垂直的方向测量出试样表面的压痕直径d1 。
测控电路实验教学大纲 一、制定本大纲的依据 根据级测控技术与仪器专业培养计划和测控电路课程教学大纲制定本实验教学大纲。 二、本实验课程的具体安排 三、本实验课在该课程体系中的地位与作用 测控电路实验是测控电路课程体系的一个重要环节。通过实验，让学生完成相关电路设计与制作的全过程，着重培养学生的实践能力，使学生学会如何运用所学的单元电路，实现电路的总体思想，围绕具体测控任务设计、调试电路。还要了解各种电子器件和集成电路的工作原理、构成，最终实现设计要求，并完成相应的电路。 学生应具有电路分析、模拟电子技术基础、数字电子技术基础相关知识。 四、学生应达到的实验能力与标准 测控电路是一门实践性很强的课程，在理论学习之后，要求学生通过实验课程学会选择电子器件和使用常用的电子仪器，调试电路时，还要会分析电路、测试电路性能，并锻炼排除故障的能力。做到理论联系实际，加深对理论知识的进一步理解，增强学生动手实践能力。 五、讲授实验的基本理论与实验技术知识 实验一相敏检波电路 .实验的基本内容 （）在熟悉和掌握相敏检波器的工作原理基础上，设计并连接相敏检波电路。 （）验证相敏检波器的检幅特性和鉴相特性。 .实验的基本要求
（）画出该相敏检波器的电路图，并说明该电路的工作原理。 （）检测参考电压与相敏检波器的输入信号同相、反相时() ～()点的波形及低通滤波器的输出 波形。 （）检测参考电压通过移相器后（差时），相敏检波器() ～()点及低通滤波器的输出波形。 （）分别纪录当参考电压与输入信号同相时、反向时，相敏检波器经低通滤波器输出对应输入信号的电压值。 .实验的基本仪器设备 示波器，多路直流稳压电源，万用表，信号发生器，计算机，面包板，元器件，调试工具等。实验二二阶有源滤波器 .实验的基本内容 （）熟悉和掌握波形发生器的工作原理，设计并连接三角波及方波发生电路。 （）验证二阶有源滤波器特性。 .实验的基本要求 （）掌握滤波器的工作原理，设计方法及应注意问题。 （）画出所设计的低通滤波器、高通滤波器的电路图。并注明元件参数。 （）画出幅频特性与相频特性测试原理图，说明测试方法与步骤。 （）以表格形式分别给出低通滤波器与高通滤波器的幅频特性与相频特性测试数据，并画出其特性曲线。 .实验的基本仪器设备 示波器，多路直流稳压电源，万用表，信号发生器，计算机，面包板，元器件，调试工具等。实验三波形发生器 .实验的基本内容 （）熟悉和掌握波形发生器的工作原理，设计并连接三角波及方波发生电路。 （）验证波形发生电路的特性 .实验的基本要求 （）掌握波形发生器的工作原理，三角波及方波发生电路设计方法。 （）正确地观察和分析相关电阻、电容变化对波形幅值与频率的影响。 .实验的基本仪器设备 示波器，多路直流稳压电源，万用表，信号发生器，计算机，面包板，元器件，调试工具等。 六、实验的考核与成绩评定 以实验报告和学生实际操作能力为主，参考提问和出勤情况等，综合评定给出成绩。 七、主要参考书
《现代机械设计方法学》实验报告 班级： 学号： 姓名： 成绩：
实验一、有限元分析 （一）目的： 1、初步掌握有限元软件分析力学问题的过程，包括几何建模、网格划分等前处理功能，掌握各种计算结果的阅读。 2、掌握材料数据、载荷、约束的添加方法。 （二）要求：学生独立完成一个算例的有限元分析，并阅读其计算结果，提交一个算例的分析报告。 （三）计算实例 1、问题的描述 为了考察铆钉在冲压时，发生多大的变形，对铆钉进行分析。 铆钉圆柱高：10mm 铆钉圆柱外径：6mm 铆钉下端球径：15mm 弹性模量：2.06E11 泊松比：0.3 铆钉材料的应力应变关系如下： 应变0.003 0.005 0.007 0.009 0.011 0.02 0.2 618 1128 1317 1466 1510 1600 1610 应力 /Mpa
1、有限元模型。
3、应力云图，可选主应力或σx、σy、τxy、V on Mises应力、Tresca应力之一输出结果图片，指明你所选的应力的最大值及其位置。 （三）思考题： 1、如果要提高边界处计算精度，一般应如何处理？ 答：在边界处划分网格 2、有限元网格划分时应注意哪些问题？ 答：选取的时候要将编号显示出来，这样就可以更好的选择，网格尽可能的小，这样结果就越准确。
实验二、优化实验 （一）目的： 初步掌握利用ANSYS软件或MATLAB软件对问题进行分析。 （二）要求： 学生独立完成一个算例的分析，并给出算例的计算结果。。 （三）算例 1.实际问题 梁的形状优化，优化目的是使梁的体积最小，同时要求梁上的最大应力不 超过30000psi，梁的最大挠度不大于0.5in,沿长度方向梁的厚度可以变化，但梁端头的厚度为定值t，采用对称建模。 使用两种方法进行优化，两种方法优化结果。 子问题近视法目标ANSYS 百分比（TVOL）体积in3 3.60 3.62 1.004 （DEFL）挠度max in 0.500 0.499 0.998 (STRS)应力max,psi 30000 29740 0.991 第一阶法目标ANSYS 百分比（TVOL）体积in3 3.6 3.61 1.003 （DEFL）挠度max in 0.5 0.5 1.001 STRS)应力max,psi 30000 29768 0.992
中南林业科技大学机械零件有限元分析 实验报告 专业：机械设计制造及其自动化 年级： 2013级 班级：机械一班 姓名：杨政 学号：20131461 I
一、实验目的 通过实验了解和掌握机械零件有限元分析的基本步骤；掌握在ANSYS 系统环境下，有限元模型的几何建模、单元属性的设置、有限元网格的划分、约束与载荷的施加、问题的求解、后处理及各种察看分析结果的方法。体会有限元分析方法的强大功能及其在机械设计领域中的作用。 二、实验内容 实验内容分为两个部分：一个是受内压作用的球体的有限元建模与分析，可从中学习如何处理轴对称问题的有限元求解；第二个是轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及后处理的综合练习，可以较全面地锻炼利用有限元分析软件对机械零件进行分析的能力。
实验一、受内压作用的球体的有限元建模与分析 对一承受均匀内压的空心球体进行线性静力学分析，球体承受的内压为 1.0×108Pa ，空 心球体的内径为 0.3m ，外径为 0.5m ，空心球体材料的属性：弹性模量 2.1×1011，泊松比 0.3。 承受内压：1.0×108 Pa 受均匀内压的球体计算分析模型（截面图） 1、进入 ANSYS →change the working directory into yours →input jobname: Sphere 2、选择单元类型 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element Types window)→ Options… →select K3: Axisymmetric →OK →Close (the Element Type window) 3、定义材料参数 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY:0.3→ OK 4、生成几何模型生成特征点 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input ：1(0.3，0)，2(0.5，0)，3(0，0.5)，4(0，0.3)→OK 生成球体截面 ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →In ActiveCoord → 依次连接 1,2,3,4 点生成 4 条线→OK Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →By Lines →依次拾取四条线→OK ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian 5、网格划分 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →(Size Controls) lines: Set
学生学号1049721501301实验课成绩 武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称机械中的有限单元分析机电工程学院开课学院 指导老师姓名
学生姓名 学生专业班级机电研1502班 学年第学期2016—20152 实验一方形截面悬臂梁的弯曲的应力与变形分析 钢制方形悬臂梁左端固联在墙壁，另一端悬空。工作时对梁右端施加垂直 向下的30KN的载荷与60kN的载荷，分析两种集中力作用下该悬臂梁的应力与应变，其中梁的尺寸为10mmX10mmX100mm的方形梁。 方形截面悬臂梁模型建立1.1 建模环境：DesignModeler15.0。 定义计算类型：选择为结构分析。 定义材料属性：弹性模量为 2.1Gpa，泊松比为0.3。 建立悬臂式连接环模型。 （1）绘制方形截面草图：在DesignModeler中定义XY平面为视图平面，并正 视改平面，点击sketching下的矩形图标，在视图中绘制10mmX10mm的矩形。 （2）拉伸：沿着Z方向将上一步得到的矩阵拉伸100mm，即可得到梁的三维模型，建模完毕，模型如下图 1.1所示。
图1.1方形截面梁模型 ：定义单元类型1.2 选用6面体20节点186号结构单元。 网格划分：通过选定边界和整体结构，在边界单元划分数量不变的情况下，通过分别改变节点数和载荷大小，对同一结构进行分析，划分网格如下图 1.2
所示： 图1.2网格划分 1.21定义边界条件并求解 本次实验中，讲梁的左端固定，将载荷施加在右端，施以垂直向下的集中 力，集中力的大小为30kN观察变形情况，再将力改为50kN，观察变形情况，给出应力应变云图，并分析。 （1）给左端施加固定约束； （2）给悬臂梁右端施加垂直向下的集中力； 1.22定义边界条件如图1.3所示：
安全人机工程实验指导书 ——视野范围测试实验 一、实验简介 视野是指当人的头部和眼球不动时，人眼能观察到的空间范围通常以角度表示。人的视野范围，在垂直面内，最大固定视野为115°，扩大的视野范围为150°；在水平面内，最大固定视野为180°，扩大的视野为190°。 人眼最佳视区上下，左右视野均为只有1.5°左右；良好视野范围，位于在垂直面内水平视线以下30°和水平面内零线左﹑右两侧各15°的范围内；有效视野范围，位于垂直面内水平视线以上25°，以下35°，在水平面内零线左右各35°的视野范围。 在垂直面内，实际上人的自然视线低于水平视线，直立时低15°，放松站立时低30°，放松坐姿时低40°，因此，视野范围在垂直面内的下界限也应随放松坐姿，放松立姿而改变。 色觉视野，不同颜色对人眼的刺激不同，所以视野也不同。白色视野最大，黄﹑蓝﹑红﹑绿的视野依次减小。 仪器名称：BD-Ⅱ-108型彩色分辨视野计。 本仪器用于测定各种彩色和白色的视野范围。 组成与技术规格： 1﹑一个可以转动的黑色半圆弧。直径480mm，弧长+90°—–90°。弧的背面有以中点为0°，左、右分别有10、20、…、90°刻度，表示视点位置。 2、视点：位于在弧上能滑动的装置中。可分别呈现不同大小和颜色。试点直径：10、6、5、 3、1.5mm，颜色：红、黄、绿、蓝及白色。 3、在弧的中心有一黄色注视点。 4、固定头部的下巴支架。被试的左或右眼固定于中心位置。 5、一个与弧同轴的圆盘位于视野计的背面，圆盘上有放视野图纸的装置。并附有记录用的标尺。 6、视野图纸有以中点为0°，左、右分别标有10、20、…、90°的同心圆，并有标有0-360°位置的放射线。随机附视野图纸10张。 二、实验程序 1、把视野图纸安放在视野计背面圆盘上，学习在图纸上做记录的方法。（记录时与被试
成绩 仪器与电子学院实验报告 （软件仿真性实验） 班级：14060142 学号：26 学生姓名：殷超宇 实验题目：信号运算电路设计 一、实验目的 1.通过实验，熟悉电桥放大电路的类型 2?理解电桥放大电路的原理 3.掌握电桥放大电路的设计方法 二、实验器材 MultiSim实验仿真软件 三、实验说明 1.设计信号运算电路，并在MultiSim 环境下搭建仿真电路。 2?把信号发生器接入输入端。 3?用示波器测量信号观测与理论计算是否相符。 四、实验内容和步骤 1?仿真分析P26中图2-5（a）、（b）单端输入电桥放大电路，并列写输出电压与电阻变化量、电桥电压的数学关系式。（仿真要求：改变某桥臂的电阻值：0.90R、0.92R、0.94R、0.96R、0.98R、R、1.02R、 1.04R、1.06R、1.08R、1.1R，记录相应输出电压，并绘制电阻-输出电压曲线） 2.仿真分析P27中图2-6差动输入电桥放大电路，，并列写输出电压与电阻变化量、电桥电压的数学 关系式。（仿真要求：改变某桥臂的电阻值：0.90R、0.92R、0.94R、0.96R、0.98R、R、1.02R、1.04R、 1.06R、1.08R、1.1R，记录相应输出电压，并绘制电阻-输出电压曲线）
3?仿真分析P27中图2-7线性电桥放大电路，，并列写输出电压与电阻变化量、电桥电压的数学关系式。（仿真要求：改变某桥臂的电阻值：0.90R、0.92R、0.94R、0.96R、0.98R、R、1.02R、1.04R、 1.06R、1.08R、1.1R，记录相应输出电压，并绘制电阻-输出电压曲线） 五、电路图实验结果 1.1
有限元实验报告 T1013-5 20100130508 蔡孟迪
ANSYS有限元上机报告（一） 班级:T1013-5 学号:20100130508 姓名:蔡孟迪 上机题目： 图示折板上端固定，右侧受力F=1000N，该力均匀分布在边缘各节点上；板厚t=2mm 材料选用低碳钢，弹性模量E=210Gpa，μ=0.33. 一、有限元分析的目的： 1．利用ANSYS构造实体模型； 2．根据结构的特点及所受载荷的情况，确定所用单元类型；正确剖分网格并施加外界条件；3．绘制结构的应力和变形图，给出最大应力和变形的位置及大小；并确定折板角点Ａ处的应力和位移； 4．研究网格密度对Ａ处角点应力的影响； 5．若在Ａ处可用过渡圆角，研究Ａ处圆角半径对Ａ处角点应力的影响。 二、有限元模型的特点： 1．结构类型 本结构属于平面应力类型 2.单位制选择 本作业选择N（牛），mm（毫米），MPa（兆帕）。 3.建模方法 采用自左向右的实体建模方法。 4.定义单元属性及类型 1）材料属性：弹性模量：EX=2.10E5MPa, 泊松比：PRXY=0.33 2）单元类型：在Preferences选Structural，Preprocessor>ElemmentType>Add/Edit/Delete中定义单元类型为：Quad4 node 182，K3设置为：平面薄板问题（Plane strs w/thk） 3）实常数：薄板的厚度THK=2mm 5.划分网格 在MeshTool下选set,然后设置SIZE Element edge length的值，再用Mesh进行网格划分。6.加载和约束过程：在薄板的最上端施加X、Y方向的固定铰链，在薄板的最右端施加1000N 的均匀布置的载荷。
有限元上机实验报告结构数值分析与程序设计 上机实验 院系: 土木工程与力学学院专业: 土木工程 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 1、调试教材P26-30程序FEM1。 1.1、输入数据文件为: 6,4,12,6,1.0E0,0.0,1.0,0.0,1 3,1,2 5,2,4 3,2,5 6,3,5 0.0,2.0 0.0,1.0 1.0,1.0 0.0,0.0 1.0,0.0 2.0,0.0
1,3,7,8,10,12 1.2、输出数据文件为: NN NE ND NFIX E ANU T GM NTYPE 6 4 12 60.1000E+01 0.000 1.0000.0000E+00 1 NODE X-LOAD Y-LOAD 1 0.000000E+00 -0.100000E+01 2 0.000000E+00 0.000000E+00 3 0.000000E+00 0.000000E+00 4 0.000000E+00 0.000000E+00 5 0.000000E+00 0.000000E+00 6 0.000000E+00 0.000000E+00 NODE X-DISP Y-DISP 1 -0.879121E-15 -0.325275E+01 2 0.879121E-16 -0.125275E+01 3 -0.879121E-01 -0.373626E+00 4 0.117216E-1 5 -0.835165E-15 5 0.175824E+00 -0.293040E-15 6 0.175824E+00 0.263736E-15 ELEMENT X-STR Y-STR XY-STR 1 -0.879121E-01 -0.200000E+01 0.439560E+00 2 0.175824E+00 -0.125275E+01 0.256410E-15 3 -0.879121E-01 -0.373626E+00 0.307692E+00 4 0.000000E+00 -0.373626E+00 -0.131868E+00 2、修改FEM1,计算P31例2-2。
本课程，本课程是大学本科生物技术、生物科学专业的选修课程。介绍真菌分类现状、分类方法（包括传统与现代分类方法的比较）、分类依据及其原则。本课程的教学不限于介绍研究的成果，重在介绍分析和解决问题的方法，以培养学生分析问题和创新的能力。所以在理论学习的同时开设综合性实验，培养学生观察、分析和动手能力。基本掌握真菌分离、鉴定的方法，并应用于真菌其它领域的研究。 本指导书适用于生物技术和生物科学专业。
1、实验：内生真菌的分离及鉴定 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 2、实验报告基本内容要求 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3、实验报告格式????????????????????????????????????????????????????????????????8
实验内生真菌的分离及鉴定 实验学时：18 实验类型：综合 实验要求：选修 一、实验目的 1.了解真菌形态的基本特征。 2.掌握丝状真菌制片方法和真菌鉴定方法。 二、实验内容 采集植物样品包括叶、茎、根、花、种子或果实，然后对分离样品的内生真菌，并进行形态和分子生物学方法的鉴定。 三、实验原理、方法和手段 （一）实验原理 根据真菌的形态特征和ITS序列等分子证据对分离到真菌进行归类和鉴定。 （二）实验手段和方法 1、内生真菌分离纯化方法 1.1样品的表面消毒及预处理 分别取根、茎、叶、果实，用洗涤剂在自来水下洗净。 老树皮用75%酒精进行表面消毒后，用镊子取出，于酒精灯上烧灼15秒至表面焦糊，切成1×1cm2大小置于PDA固体培养基上。 对于根、茎、叶、果实按下列程序进行表面消毒： 75%的酒精漂（浸）洗2-3min→无菌水冲洗4-6次→0.1%升汞不同的消毒时间（共设置7个梯度）→无菌水冲洗4-6次→用灭菌滤纸吸干多余水分→无菌刀片将材料切成小块 将根、茎的表皮、韧皮部、木质部大致分开，并切成0.5×0.5cm2大小。将果实的外种皮去掉，消毒之后将内种皮去掉。 灭菌时，沥干的植物材料转放到烧杯中，记好时间，倒入消毒溶液，不时用玻璃棒轻轻搅动，以促进材料各部分与消毒溶液充分接触，驱除气泡，使消毒彻
高频电路（仿真）实验指导书 电子信息系 2016年3月
实验一、共射级单级交流放大器性能分析 一、实验目的 1、学习单级共射电压放大器静态工作点的设置与调试方法。 2、学习放大器的放大倍数（A u）、输入电阻（R i）、输出电阻（R o）的测试方法。 3、观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。 4、熟悉函数信号发生器、示波器、数字万用表和直流稳压电源等常用仪器的使用方法。 二、实验原理 如图所示的电路是一个分压式单级放大电路。该电路设计时需保证U B>5～10U BE， I1≈I2>5～10I B，则该电路能够稳定静态工作点，即当温度变化时或三级管的参数变化时，电路的静态工作点不会发生变化。 U B=V CC I C I E 由上式可知，静态工作时，U B是由R1和R2共同决定的，而U BE一般是恒定的，在0.6到0.7之间，所以I C、I E只和有关。 当温度变化时或管子的参数改变时（深究来看，三极管的特性并非是完全线性的，在很多的情况下，必须计入考虑），例如，管子的受到激发而I C欲要变大时，由于R E的反馈作用，使得U BE节压降减小，从而I B减小，I C减小，电路自动回到原来的静态工作点附近。所以该电路不仅有较好的温度稳定性，还可以适应一定非线性的三极管，只要电路设计得当。 调整电阻R1、R2，可以调节静态工作点高低。若工作点过高，使三极管进入饱和区，则会引起饱和失真；反之，三极管进入截止区，引起截止失真。 图1-1 分压式单级放大电路 如图1-1，C1、C2为耦合电容，将使电路只将交流信号传输到负载端，而略去不必要的直流信号。发射极旁路电容C E一般选用较大的电容，以保证对于交流信号完全是短路的，即相当于交流接地。也是防止交流反馈对电路的放大性能造成影响。电路的放大倍数 A U=，输入电阻R i=R1∥R2∥r be，输出电阻R O=R L’，空载时R O=R C。 当发射极电容断开时，在发射极电容上产生交流负反馈，电压的放大倍数为A U=，输入电阻R i=R1∥R2∥[]。输出电阻仍近似等于集电极负载电阻。
实验指导书 实验项目名称：加密解密设计 实验项目性质：综合 所属课程名称：电子商务安全 实验计划学时：4 一、实验目的 通过本实验，要求学生掌握网络通信中常用的加密方式，理解分组加密与高级加密标准，理解公钥加密体制，了解复合型加密体制PGP并掌握应用该软件。 二、实验内容和要求 1、在网络上搜索加密技术的论文5篇，阅读并写小结。 2、安装软件PGP 3、使用PGP软件进行文件的加密解密、签名验证和对电子邮 件加密解密、签名验证等功能的实现，撰写实验报告。 三、实验主要仪器设备和材料 Internet、Internet Explorer、实验指导书 四、实验方法、步骤及结构测试 1、安装。PGP 8.0的安装十分简单，按照系统提示进行即可。但是，在两个地方需要特别注意。首先，在第一次使用PGP时，在对话框中要选择“NO，I’m a New User”选项; 第二，当系统提示您
选择安装组件时，由于我们只使用邮件加密功能，所以可以取消“PGPnet Personal Firewall/IDS/VPN”复选项，并根据使用的邮件客户端选择安装相应的PGP插件（如图1所示）。一般说来，安装Microsoft Outlook和Outlook Express的PGP插件即可。PGP也提供针对ICQ的插件选项，如果您通过ICQ来传递一些比较敏感的信息，不妨也选中此选项。 2、创建密钥对 这是首次使用PGP加密所必须的工作。因为要采用这种方式加密邮件，首先就要拥有自己的密钥对，即一对配套的公钥和私钥。在PGP安装完成后，重新启动计算机，系统即会提示您创建密钥对，您也可以直接选择“开始”*“程序”*“PGPkeys”，然后点击工具栏最左边的“金色钥匙”图标进行创建。具体步骤如下。 a．跳过欢迎界面，在下一对话框中的“Full Name”项目中输入您的名字，不必输入真实姓名，可以输入常用的网名等; 然后在“Email
测控电路实验报告 班级： 学号： 姓名：
实验一运算电路的仿真 一、实验目的 通过使用仿真软件和实验箱，学习并掌握各种运算电路的仿真，并且调试出各种电路的输入输出波形。 二、实验内容 1、积分电路 2 、微分电路 3 、运算放大器积分电路 R1=16K，C1=100nF 4 、运算放大器微分电路 R1=16K， C1=100nF 5、反相加法器 6 、同相加法器 7、减法器电路
三、实验结果 1、积分电路 2、微分电路 3、运算放大器积分电路 4、运算放大器微分电路
5、反向加法器 6、同向加法器 7、减法器电路
实验二A/D 、D/A 转换实验 一、实验目的 1、掌握D/A和A/D转换器的基本工作原理和基本结构； 2、掌握大规模集成D/A和A/D转换器的功能及其典型应用。 二、实验内容 1、A/D转换实验 2、D/A转换实验 图1 所示电路是4 位数字—模拟转换电路。它可将4 位二进制数字信号转换为模拟信号。 R f=26kΩ，R=4kΩ，求当[u1u2u3u4]=[1110]和[u1u2u3u4]=[0010]时，输出电压u0。 三、实验结果 1、A/D转换实验
2、D/A转换实验 被选模拟通道输入 模拟 量 地址输出数字量 IN V1(V) A2A1 A0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 十进制IN0 4.5 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 115 IN1 4.0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 102 IN2 3.5 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 89 IN3 3.0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 76 IN4 2.5 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 63 IN5 2.0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 51 IN6 1.5 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 38 IN7 1.0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 25
一、实验目的 通过上机对有限元法的基本原理和方法有一个更加直观、深入的理解；通过对本实验所用软件平台Ansys 的初步涉及，为将来在设计和研究中利用该类大型通用CAD/CAE 软件进行工程分析奠定初步基础。 二、实验设备 机械工程软件工具包Ansys 三、实验内容及要求 1) 简支梁如图3.1.1所示，截面为矩形，高度h=200mm ，长度L=1000mm ，厚 度t=10mm 。上边承受均布载荷，集度q=1N/mm2，材料的E=206GPa ，μ=0.29。平面应力模型。 X 方向正应力的弹性力学理论解如下： 图3.1.1 ①在Ansys 软件中用有限元法探索整个梁上x σ，y σ的分布规律。 ②计算下边中点正应力x σ的最大值；对单元网格逐步加密，把x σ的计算值与理论解对比，考察有限元解的收敛性。 ③针对上述力学模型，对比三节点三角形平面单元和4节点四边形平面等参元的求解精度。 2) 一个正方形板，边长L = 1000mm ，中心有一小孔，半径R = 100mm ，左右边 受均布拉伸载荷，面力集度q = 25MPa ，如图 3.2.1所示。材料是 206E GPa =，0.3μ=，为平面应力模型。当边长L 为无限大时，x = 0截面上理论解为： ) 534()4 (6222 23-+-=h y h y q y x L h q x σ
)32(2|44 220r R r R q x x ++==σ 其中R 为圆孔半径，r 为截面上一点距圆心的距离。x = 0截面上孔边（R r =）应力q x 3=σ。所以理论应力集中系数为3.0。 图3.2.1 用四边形单元分析x = 0截面上应力的分布规律和最大值，计算孔边应力集中系数，并与理论解对比。利用对称性条件，取板的四分之一进行有限元建模。 3) 如图3.3.1所示，一个外径为0.5m ，内径为0.2m ，高度为0.4m 的圆筒，圆 筒的外壁施加100MPa 的压强，圆筒的内部约束全部的自由度，材料参数是密度。 使用平面单元，依照轴对称的原理建模分析。 q
电磁场ansoft软件应用作业 姓名 学号 班级
静电场范例： 一、题目 单心电缆有两层绝缘体，分界面为同轴圆柱面。已知，R1=10mm,R2=20mm,R3=30mm,R4=31mm,内导体为copper，外导体为lead，中间的介质ε1＝5ε0, ε2＝3ε0, ,内导体U=100V，外导体为0V 求 1用解析法计算电位，电场强度，电位移随半径的变化，计算单位长度电容和电场能量。 2用ansfot软件计算上述物理量随半径的变化曲线，并画出电压分布图，计算出单位长度电容，和电场能量 二、解答
1、解析法： 在介质中取任意点P ，设它到电缆中心距离为r 。过P 点作同轴圆柱面，高为l 。该面加上上下两底面作为高斯面S 。 D rl S d D S )2(π=?? ε 1 1D E = ε 2 2D E = ??+=R R dr R R dr U E E 32 2121 将方程联立，代入数据解得： m V r E /05.731≈ ，m V r E /75 .1212≈ 所以 12 9 2 1158.8573.05 3.23/1010D C r r m E ε--???=?== 电位 r R R R dr dr l d E r r E E ln 05.7341.236232 211 --=?+?=?=??? ∞ ? V r R dr l d E r r E ln 75.12192.4263 22 --=?=?=?? ∞ ? V 电场能量 97 2 11 3.23 1.181173.05221010e D r r E r ω--??=?=??= 3 J m 97 2 22 3.23 1.9711121.75221010e D r r E r ω--??=?=??= 3 J m 单位长度电场能量 231277632 12 12 222(1.18ln 1.97ln ) 1.02101010e e e R R rdr rdr J m R R R R W R R πππωω---=+=???+??=???单位长度电容 6 1022 22 1.0210 2.0410100e W C F m U --??===? 2、ansoft 仿真
视野检查实验报告 篇一：视野检查实验报告 彩色分辨视野测定实验报告 学号：02a14541姓名：庄加华高意日期：摘要：本实验旨在学习视野计的使用方法和视野的检查方法，并了解测定视野的意义，比较左 右视野的异同并指出盲点在视网膜上的位置并计算它的大小。实验以一名大学生为被试，用 彩色视野计测定被试的视野以及盲点范围。研究结果表明： (1)被试视野范围红色视标上方为40，鼻侧72°，下方50°，颞侧65°。 (2)被试左右两眼的视野范围都大致呈椭圆形，视野在不同角度上可以看到的范围是不一
样的，在鼻侧要小于颞侧，上方小于下方。引言： 视野是指当人的头部和眼球不动时，人眼能观察到的空间范围通常以角度表示。人的视 野范围，在垂直面内，最大固定视野为115°，扩大的视野范围为150°；在水平面内，最大 固定视野为180°，扩大的视野为190°。人眼最佳视区上下，左右视野均为只有°左右；良好视野范围，位于在垂直面内水 平视线以下30°和水平面内零线左﹑右两侧各15°的范围内；有效视野范围，位于垂直面内 水平视线以上25°，以下35°，在水平面内零线左右各35°的视野范围。在垂直面内，实际上人的自然视线低于水平视线，直立时低15°，放松站立时低30°，放松坐姿时低40°，因此，视野范围在垂直面内的下界限也应随放松坐姿，放松立姿而改变。色觉视野，不同颜色对人眼的刺激不同，所以视野也不同。白色视野最大，黄﹑蓝﹑红 ﹑绿的视野依次减小。方法： 被试者
东南大学机械学院20XX级一名本科生，男，年龄为20，视力正常 仪器与材料 彩色分辨视野计，红色视标，视野图纸，铅笔 实验设计采用双因素被试内设计，自变量为左右眼和角度，因变量为被试看到的视野范围。 实验程序 准备工作 1、把视野图纸安放在视野计背面圆盘上，学习在图纸 上做记录的方法。（记录时与被试 反应的左右方位相反，上下方位颠倒）。 2、主试选择一种某一大小及颜色（如红色）的刺激。 3、让被试坐在视野计前。被试戴上遮眼罩把左眼遮起来，下巴放在仪器的支架上，用右 眼注视正前方的黄色注视点，一定不要转动眼睛。同时用余光注意仪器的半圆弧。如果看到 弧上有红色的圆点，或者原来看到了红色后来又消失了，要求立即报告出来。在红点消失前，