三角形单元与矩形单元精细网格的计算精度比较
指导老师：
一、摘要
本论文研究的是三角形单元与矩形单元的精细网格的计算精度比较，通过ANSYS进行有限元法的程序实现，最后得出四边形网格的计算精度大于三角形网格的计算精度的结论。
二、提出问题
三角形单元与矩形单元的精细网格的计算比较
针对该问题，在ANSYS平台上，进行三角形单元与矩形单元的精细网格的划分，完成相应的力学分析。
(a)采用三角形单元的划分(b)采用四边形单元的划分
图1基于ANSYS平台的精细网格划分(每边划分10段)
三、解决过程
对该问题进行有限元分析的过程如下。
1 基于图形界面(GUI)的交互式操作(step by step)
(1) 进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）
程序→ANSYS →ANSYS Interactive →Working directory（设置工作目录）→Initial jobname （设置工作文件名）: TrussBridge →Press →Run →OK
(2) 设置计算类型
ANSYS Main Menu: Preferences… →Structural →OK
(3) 定义分析类型
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Loads →Analysis Type →New Analysis→STATIC →OK (4) 定义材料参数
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →EX: 1（弹性模量), PRXY: 0.25(泊松比)→OK →鼠标点击该窗口右上角的“×”来关闭该窗口
(5)定义单元类型
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete... →Add…→Structural Solid: Quad 4node 42 →OK（返回到Element Types窗口）→Close
(6)设置为带厚度的平面问题
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1→OK→Real Constant Set No: 1 (第1号实常数), THK: 1 (平面问题的厚度) →OK →Close
(7) 定义实常数以确定厚度
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants…→Add…→Type 1 Plane42 →OK →Real Constants Set No: 1（第1号实常数）, Thickness: 1（平面问题的厚度）→OK →Close
(8) 构造模型
生成几何模型
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →Keypoint number：1，X，Y，Z Location in active CS：0,0,0 →Apply →（同样方式输入其余3个特征点坐标，分别为(1,0,0), (1,1,0), (0,1,0) ）→OK
连接点生成面
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →Through KPs →Min，Max，Inc：1,4,1 →OK
(9) 设定模型材料
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Elem Attributes →MAT: 1 ,TYPE: 1 PLANE42 , REAL: 1 →OK
(10) 网格划分
ANSYS Utility Menu: Select →Entities →Sele lines →Sele All →OK
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Size Cntrls →ManualSize →Lines →All Lines →Element Sizes on All Seleceted Lines: NDIV: 10 (每一条线分为10段) ，SPACE: 1 →OK →ANSYS Main Menu：Preprocessor →Meshing →MeshTool →Mesh：Areas，Shape：Tri，mapped →Mesh →Pick ALL
(11) 模型加约束
ANSYS Utility Menu: Select →Everything
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Loads →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →On Keypoints→Min，Max，Inc：1 →OK →lab2：ALL DOF(约束1号特征点所有方向上的位移) →Apply →Min，Max，Inc：4 →OK →lab2：UX(约束4号特征点X方向上的位移) →OK
(12) 施加载荷
在2号特征点上施加负X方向的外载：
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Loads →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Keypoints →Min，Max，Inc：2 →OK →Direction of force/mom: FX , Force/moment value: -1 →Apply
在3号节点上施加X方向的外载：
ANSYS Main Menu: Preprocessor→Loads →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment→On Keypoints →Min，Max，Inc：3 →OK →Direction of force/mom: FX，Force/moment value: 1 →OK
(13) 计算分析
ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK
(14) 结果显示
显示变形前后的位移：
ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed shape →Def + undeformed →OK
ANSYS Utility Menu: Parameters →Scalar Parameters →Selection下输入NB=NODE(1,0,0) →Accept →(以同样方式输入其余需要的结果参数表达式，分别为NB_UX=UX(NB)；NB_UY=UY(NB)；NC=NODE(1,1,0)；NC_UX=UX(NC) ；NC_UY=UY(NC)；STR_ENGY=
0.5*(NB_UX*(-1)+ NC_UX*(1))；POTE_ENGY=-0.5*(NB_UX*(-1)+ NC_UX*(1)) ) →Close ANSYS Utility Menu: List →Status →Parameters →All Parameters（显示所有计算结果）(15) 退出系统
ANSYS Utility Menu: File →Exit →Save Everything →OK
图二划分好的三角形网格
图三三角形网格的部分计算结果
图四三角形网格的displacement cart 四、数据结果
以下为计算结果：
采用三角形单元(每边分为10段)
NAME VALUE TYPE DIMENSIONS
NB 2.00000000 SCALAR
NB_UX -9.56063701 SCALAR
NB_UY -9.36565959 SCALAR
NC 12.0000000 SCALAR
NC_UX 9.88621794 SCALAR
NC_UY -10.0535107 SCALAR
POTE_ENGY -9.72342747 SCALAR
STR_ENGY 9.72342747 SCALAR
采用四边形单元(每边分为10段)
NAME VALUE TYPE DIMENSIONS
NB 2.00000000 SCALAR
NB_UX -12.6893715 SCALAR
NB_UY -12.6893715 SCALAR
NC 12.0000000 SCALAR
NC_UX 12.6893715 SCALAR
NC_UY -12.6893715 SCALAR
POTE_ENGY -12.6893715 SCALAR
STR_ENGY 12.6893715 SCALAR
五、分析讨论
1、根据上面计算的POTE_ENGY参数，有以下的结果。
采用如图1(a)所示三角形单元网格划分计算得到的该系统的势能为
Π==U-W=9.72342747
采用如图1(b)所示矩形单元网格划分计算得到的该系统的势能为
Π==U-W=12.6893715
比较以上数据，易知矩形网格的计算精度较高。
2、有限元的程序实现需要大量算例练习才能熟练掌握，单纯做一到两个程序题是远远不够的。
3、Ansys是实现有限元法的强有力工具。其比C++、Matlab编程操作更便捷。
机械结构有限元分析 作业名称：基于ANSYS的机械结构仿真学生姓名：陆宁 学号： 班级：机械电子工程103班 指导教师：谢占山老师 作业时间： 2013.05.28 二零一二----二零一三第二学习期
基于ANSYS的机械结构仿真 摘要：介绍了ANSYS优化设计模块，并针对机械结构优化设计给出了具体设计步骤，利用实例分析介绍ANSYS在机械结构优化设计中的应用。证明了ANSYS优化设计模块在机械结构优化设计上的方便性和可行性，为从事机械优化设计人员提供了新的方法和思路。 关键词：机械结构；ANSYS；优化设计；悬臂梁 前言：有现场合，比如，在研究桥梁的受迫振动时，由于激振载荷和和桥梁自重比较接近，所以桥梁自重是必须考虑的因素。激振载荷是正弦载荷，桥梁自重是静载荷，此时桥梁同时受静载荷和正弦载荷的作用。当结构只作用于静载荷时，可以用静力学分析计算其应力、应变等；当结构只作用于正弦载荷时，可以对其进行谐响分析。但是当结构同时作用于静载荷和正弦载荷时，却无法单独用静力学分析或谐响应分析来求解问题，因静力学分析要求载荷恒定，谐响应分析施加的载荷都是正弦载荷。如果用瞬态分析，则载荷就不能是从负无穷时刻到正无穷时刻的周期函数，即施加载荷要对正弦载荷进行加窗处理，势必存在误差，此时就应用有限元法进行分析。
一、基于ANSYS参数化语言的机械结构优化设计概述 机械最优化设计是在现代计算机广泛应用的基础上发展起来的一门新学科，是根据最优化原理和方法综合各方面的因素，以人机配合方式或/自动探索0方式在计算机上进行的半自动或自动设计，以选出在现有工程条件下最佳设计方案的一种现代设计方法.人机连接的传媒是靠一些编程语言来实现，例如C、C十十、VC、FOR-TRAM 等等，这些语言要求用户必须有深厚的理论知识，对于普通用户实现起来就显得很困难。 ANSYS软件是容结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件，其内嵌的参数化设计语言(APDL)用建立智能分析的手段为用户提供了自动完成循环的功能，即程序的输入可设定为根据指定的函数、变量以及选出的分析标准作决定.这样的功能扩展完全满足优化设计的要求，而且其强大的前处理建模、可视化界面也是其他优化语言所无法比拟的，更重要的是ANSYSAPDL编程语句简单，更具人性化即使是普通用户也能够掌握。 目前，关于利用ANSYS进行机械优化设计的文献鲜有报道[C17，本文具体剖析了ANSYS优化设计模块，并运用ANSYS12.0的参数化语言求解机械工程设计中的优化问题，给出了在机械优化设计方面的实现方法和具体实例，旨在为从事机械优化设计的人员提供一种新的方法和思路。
《ANSYS10.0基础及工程应用》考查要求 一、课程考核方式 撰写课程结课论文。 二、论文撰写范围 在掌握有限元基本理论及方法的基础上，运用《ANSYS10.0基础及工程应用》课程所学的建模，分网，加载，求解及后处理知识，针对某一你所熟悉的产品、设备或零件进行有限元计算分析。 三、论文撰写要求 １．论文按科技论文的标准格式撰写，包括有题目、作者、单位（班级、学号、联系方式）、摘要（200字左右）、关键词（3—4个）、正文及参考文献（包括作者姓名、文献名、出版社所在地、出版社名、出版时间等），正文引用文献要标出，严禁抄袭。２．全文字数不少于3000字。 ３．参考文献至少５篇。 4．统一以武汉理工大学华夏学院论文纸。
有限元分析课程要求 要求：1）个人至少分析3种方案并独立完成（可选择一个模型三种不同方案或三个不同模型的有限元分析；题目可从上机指南，有限元分析大作业试题中选择或自行选择算例），并将计算 结果分析在论文中较详细分析说明（包括几何模型视图、单元模型视图、结果云图，矢量 分布图，列表，命令流等及结果分析说明。） 2）课程论文应包括以下部分：（正文5号字体） A、引言； B、问题描述及几何建模； C、有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件 处理、求解控制） D、计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判，如同一模型 则必须进行多方案计算比较，需讨论节点规模增减对精度的影响分析、单元 改变对精度的影响分析、不同网格划分方案、不同结构对结果的影响分析等） E、结论 F、参考文献 3）12月1日前必须完成，并递交课程论文报告（报告要求打印）。 4）学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考查成绩（占70%）两部分构成。平时成绩中包括出勤、作业、上机操作、学习主动性等。
用有限元分析Hyperworks结构 机制1091 19号何志强 论文关键词:拓扑优化形状优化精密铸造后悬置支架有限元分析 论文摘要: 本文主要阐述借助于Alatir公司的Hyperworks结构优化软件，对精密铸造产品进行结构优化设计，且以对某汽车驾驶室后悬置支架的结构优化为例，着重介绍了拓扑优化和形状优化在精密铸造产品结构设计上的应用方法及功能。事实表明拓扑优化和形状优化的联合应用，对精密铸造产品的结构设计起到非常关键的帮助作用，最后通过此软件对优化后的产品结构进行有限元分析，验证优化后产品结构的强度和刚度。 HyperWorks在精密铸造产品优化设计中的应用 一、引言 在当前的汽车工业中，减轻设计重量和缩短设计周期是两个突出的问题，在传统的设计中，由于机械产品机构的复杂性，长期以来主要应用经验类比设计，对产品结构作定性分析和经验类比估算，在决定实际结构时，一般都取较大的安全系数，结果使得产品都是“傻”、“大”、“粗”，使材料的潜力得不到充分发挥，产品的性能也得不到充分的把握。所以传统的汽车设计思路已经不能满足当前设计的需要。汽车轻量化设计开始占据了汽车发展中的主要地位，它既可以提高车辆的动力性，降低成本，减少能源消耗又能减少污染。但是，简单的汽车轻量化设计却是一把双刃剑，它在减轻汽车重量的同时，也牺牲了车辆的强度和刚度，甚至对产品的结构寿命也产生影响，在此情况下，有限元分析方法在汽车设计中的合理应用就得到了充分体现，经过近几年的实践证明，Altair公司的有限元分析技术以及拓扑优化技术在汽车行业获得了非常成功的应用。特别是对于一些结构复杂的汽车铸造结构件，Hyperworks 的有限元分析技术、拓扑优化和形状优化技术的推广使得材料的潜能及铸造的优势得到了充分的发挥。 本文将详细介绍利用Hyperworks的拓扑优化和形状优化技术对东风商用车驾驶室后悬置支架进行减重优化设计的应用过程。以及如何应用Hyperworks验证改进结构后的应力和应变情况，使该后悬置支架减重优化后的结构能够满足产品的使用性能和铸造工艺性要求。 二、有限元法的概念和优化设计流程确立 2.1有限元法和有限单元的概念 有限元法又称有限单元法，是结构分析的一种数值计算方法，它随着计算机的发展而应运而生，并得到了广泛应用，目前已成为工程数值分析的有力工具。在实际工程应用中，我们首先把CAD模型分割成有限个实体或者壳单元。一般作为实体单元所适合的结构，是具有三维形状变化的物体，不太适合棒状、平板状的物体。实体单元是利用3D-CAD所作
有限元分析课程论文 课程名称：有限元分析 论文题目：ujoint有限元分析学生班级； 学生姓名： 任课教师： 学位类别： 评分标准及分值选题与参阅资料 （分值） 论文内容 （分值） 论文表述 （分值） 创新性 （分值） 评分 论文评语： 总评分评阅教师: 评阅时间 年月日 注：此表为每个学生的论文封面，请任课教师填写分项分值
基于abaqus的ujoint有限元分析 摘要：万向传动装置在汽车中起到了传递扭矩的关键作用,在abaqus中导入ujoint实体模型，之后对其进行坐标系建立，wire 建立，以及各部件之间的连接关系的建立，最后对该模型施加边界条件，令其运动。 关键词：abaqus、有限元、ujoint 一问题的描述 对导入的ujoint在所有步骤完成后，施加力：在step initial：均设为0；step SPIN：doundary1：限制除 UR2的所有，且把UR2值设为：pi。在boundary2 中，限制UR1和UR3自由度。 二在abaqus中导入ujoint实体模型 启动abaqus CAE，在文件下拉菜单中选择：import ， 选择最终文件位置or 输入ws_connector_ujoint.py.inp 打开文件ujoint。（如下图所示）
2.1 创建坐标系 单机操作界面中的tool，从下拉菜单中选择datum，再出来的窗口中选择coordinate，3points。首先选择origin，在选择x正方向，Y正方向、z正方向。创建完成。 2.2创建VERT和CROSS之间的2坐标系。 根据 2.1所述操作步骤创建坐标系V-C 和V-G （VERT和GROUND）。 Notice：1、创建过程中为了清晰分辨，可将IN的suppress，创建完成后再将其resume。其他同样 2、在V-C和I-C中，x轴与cross转动所绕轴平行。
题目： 如图所示是一飞轮的截面图。飞轮材料的弹性模量210GPa，泊松比0.27，密度7800kg/m3。飞轮的角速度为62.8rad/s，飞轮边缘受到压力作用，压力p为1MPa，飞轮轴孔固定。试对 飞轮进行静力分析并绘制飞轮在柱坐标系下径向、环向的应力和变形云图。 主要步骤： 1.用户自定义文件夹，以为文件名xiti开始一个新的分析。 2.定义单元类型 （1）选择Main Menu>Preprocessor> Element Type>Add/Edit/Delete>Add >select：select Solid Quad 8node 82 >OK (back to Element Types window) （2）设置Solid Quad 8node 82 的Options选项，Options… >selelt K3: Axisymmetric>Close (the Element Type window)，如图1所示。
图1 单元属性设置对话框 3.定义材料性能参数 （1）定义材料的弹性模量和泊松比 Main Menu: Preprocessor >Material Props >Material Models >Structural >Linear >Elastic >Isotropic >input EX:2.10e5, PRXY:0.27 > OK （2）定义材料的密度 Main Menu: Preprocessor >Material Props >Material Models>Favorite>Linear Static>Density >input DENS:0.0078 > OK 4.建立几何模型、划分网格 （1）生成特征点 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS>依次输入点的坐标：input:1(50,0),2(55,0),3(55,16), 4(75,16), 5(75,5),6(80,5),7(80,40),8(75,40), 9(75,24),10(55,24),11(55,50),12(50,50) （2）连接各特征点 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines> Lines>Straight Line>依次连接各特征点：1(50,0),2(55,0),3(55,16), 4(75,16), 5(75,5),6(80,5),7(80,40),8(75,40), 9(75,24),10(55,24),11(55,50),12(50,50) （3）生成过度圆弧 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Line Fillet>选择需要产生过度圆弧的两边，输入过度圆弧的半径>OK 如图2所示。
三角形单元与矩形单元精细网格的计算精度比较 指导老师： 一、摘要 本论文研究的是三角形单元与矩形单元的精细网格的计算精度比较，通过ANSYS进行有限元法的程序实现，最后得出四边形网格的计算精度大于三角形网格的计算精度的结论。 二、提出问题 三角形单元与矩形单元的精细网格的计算比较 针对该问题，在ANSYS平台上，进行三角形单元与矩形单元的精细网格的划分，完成相应的力学分析。 (a)采用三角形单元的划分(b)采用四边形单元的划分 图1基于ANSYS平台的精细网格划分(每边划分10段) 三、解决过程 对该问题进行有限元分析的过程如下。 1 基于图形界面(GUI)的交互式操作(step by step) (1) 进入ANSYS（设定工作目录和工作文件） 程序→ANSYS →ANSYS Interactive →Working directory（设置工作目录）→Initial jobname （设置工作文件名）: TrussBridge →Press →Run →OK (2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences… →Structural →OK (3) 定义分析类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Loads →Analysis Type →New Analysis→STATIC →OK (4) 定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →EX: 1（弹性模量), PRXY: 0.25(泊松比)→OK →鼠标点击该窗口右上角的“×”来关闭该窗口 (5)定义单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete... →Add…→Structural Solid: Quad 4node 42 →OK（返回到Element Types窗口）→Close (6)设置为带厚度的平面问题 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1→OK→Real Constant Set No: 1 (第1号实常数), THK: 1 (平面问题的厚度) →OK →Close
机械工程有限元法 学号： 姓名： 专业： 年月日
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(analysis system)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ANSYS参数设计语言扩展宏命令功能。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。
目录 引言 一、实验目的 (1) 二、ANSYS软件应用介绍 (1) 三、实验内容 (3) 四、实验步骤 (3) 1. 建立有限元模型 (3) 2. 施加载荷并求解 (9) 3、查看实验结果 (11) 五、实验结果分析 (13) 六、实验总结 (14) 参考文献
梁结构静力有限元分析 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
梁结构静力有限元分析论文 姓名: 班级: 学号: 指导老师：
摘要:本文比较典型地介绍了如何用有限元分析工具分析梁结构受到静力 时的应力的分布状态。我们遵循对梁结构进行有限元分析的方法,建立了一个完整的有限元分析过程。首先是建立好梁结构模型，然后进行网格划分，接着进行约束和加载,最后计算得出结论，输出各种图像供设计时参考。通过本文,我们对有限元法在现代工程结构设计中的作用、使用方法有个初步的认识。 关键字:AN ＳＹS ，梁结构,有限元，静力分析。 0引言 在现代机械工程设计中，梁是运用得比较多的一种结构。梁结构简单,当是受到复杂外力、力矩作用时，可以手动计算应力情况。手动计算虽然方法简单,但计算量大，不容易保证准确性。相比而言,有限元分析方法借助计算机，计算精度高，且能保证准确性。另外,有限元法分析梁结构时，建模简单,施加应力和约束也相对容易,能分析梁结构应力状况的具体分布、最大变形量以及中性面位置,优势明显。以下介绍一种常见梁的受力状况,并采用有限元法进行静力分析,得出了与手动计算基本吻合的结论。以下为此次分析对象。 梁的截面形状为梯形截面，各个截面尺寸相同。两端受弯矩沿中性面发生弯曲,如图2-１所示。试利用ANSY Ｓ软件对此梯形截面梁进行静力学分析，以获得沿梁ＡA 截面的应力分布情况。 r θ A A M M A -A 截面 D,B C,A 5° 1#面 2#面 C A B D
1 有限元模型的建立 首先进入ANSYS中，采用自下而上的建模方式，创建梁结构有限元分析模型，同时定义模型的材料单元为Ｂrick8-ｎｏdｅ45,弹性模量为200e９，泊松比为0．3。 由于分析不需要定义实常数,因此可忽略提示，关闭RｅａｌCｏnstants菜单。 建立的切片模型如下： 2网格划分 显示边线，关闭背景。通过Meshtｏｏl工具对建立好的模型进行网格划分。首先设定网格划分参数，分别设置不同线条的网格划分参数后，采用六面体单元划分模型网格。在MeshTool菜单的Sｈape栏选择Ｈｅx选项。在MｅｓhTｏol下拉列表框中确保选中V olｕmes,保证实体通过体单元划分。单击Mesｈ按钮后,单击拾取对话框中Ｐick All按钮。划分网格后的图形如下:
一、问题描述。 图4-4所示为一直齿圆柱齿轮，图4-5为其1/2纵截面的结构示意图，试对该齿轮进行模态分析。 齿轮材料参数：弹性模量E=220GPa；泊松比=0.3；密度=7800kg/m3 图4-4 直齿圆柱齿轮结构示意图 图4-5 齿轮1/2纵截面结构示意图
二、单元类型的选择与设定（说明理由），材料属性指定。 该问题属于模态分析问题。在分析过程中先建立其中一个轮齿的几何模型，再循环生成整体齿轮，选择SOLID90单元进行模态分析求解。齿轮的模态分析需要创建三维实体模型，选择单元类型的时候一般选择实体模型Structural Solid来创建齿轮，单元类型选择对复杂形状具有较好的适应性的20节点的Brick 20node 95。材料属性题目已指定：弹性模量E=220GPa，泊松比=0.3，密度=7800kg/m3。 1．定义工作文件名和工作标题。 1）选择Utility Menu︱File︱Change Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在［/FILNAM］Enter new jobname输入栏中输入工作文件名EXERCISE1，单击OK按钮关闭该对话框。 2）选择Utility Menu︱File︱Change Title命令，出现Change Title对话框，在输入栏中输入MODAL ANALYSIS OF A GEAR，单击OK按钮关闭该对话框。2．定义单元类型 1）选择Main Menu︱Preprocessor︱Element Type︱Add/Edit/Delete命令，出现Element Types对话框，单击Add按钮，出现Library of Element Types对话框。2）在Library of Element Types列表框中分别选择Structural Solid、Brick 20node 95，在Element type reference number输入栏中输入1，如图4-6所示，单击OK 按钮关闭该对话框。 图4-6 单元类型列表对话框 3）单击Element Types对话框上的Close按钮，关闭该对话框。 3．定义材料性能参数 1）选择Main Menu︱Preprocessor︱Material Props︱Material Models命令，出现Define Material Model Behavior对话框。 2）在Material Models Available一栏中依次双击Structural、Linear、Elastic、Isotropic
机械1003班孙祥和 3100301144 基于高速旋转齿轮的有限元分析 引言：齿轮泵是工程中较为常见的一种泵，在高速运转时齿轮受到多种力的作用，包括齿面受到的压力，啮合时的接触应力以及自身离心力。在此过程中，齿轮将发生形变，为此我们需要对其进行分析，确保其结构的稳定性，这对于齿轮泵安全有效地运行具有很重要的意义。 关键词：高速齿轮、平面静力分析、接触应力分析、离心力分析 一、分析对象 这里我们分析的对象是齿轮泵中高速运转的齿轮，在ANSYS中我们建立了标准齿轮模型，其各项数据如下表所示 齿顶直径24 mm 齿底直径20 mm 齿数10 厚度 4 mm 弹性模量 2.06E11 pa 密度7.8e3 kg/m3 最大转速62.8 rad/s 摩擦系数0.1 啮合齿轮中心距44 mm 表1 齿轮泵高速齿轮参数 二、平面静力分析 1、分析问题 为了考查齿轮泵在高速运转时，齿轮发生多大的径向位移，从而判断其变形情况，以及齿轮运转过程齿面受到的压力作用。在这里我们将齿轮的空间结构简化为平面模型，并分析其平面应力情况。 此处的静力分析为线性静力分析，求解步骤分为建模、施加载荷和边界条件并求解、结果分析和评价三个步骤，下面依序进行。 2、建立模型 2.1 定义单元类型 根据齿轮的平面几何对称性和此处分析类型，我们选择四节点矩形单元PLANE42。PLANE42不仅可以用于计算平面应力问题，还可以用于分析平面应变和轴对称问题。每个节点2个自由度：x,y方向。具有塑性，徐变，膨胀，应力强化，大变形，大应变能力。
设定好单元类型后，对选择的PLANE42单元进行设置，在Element behavior （单元行为方式）选择Plane stress w/wk。 2.2 定义实常数 本处选用带有厚度的平面应力行为方式的PLANE 42单元，需要设置器厚度实常数，只需在“Type1 PLANE 42”中将厚度设为4即可。 2.3 定义材料属性 考虑惯性力的静力分析中必须定义材料的弹性模量和密度。 2.4 建立齿轮面模型，如下图所示 图2 建立齿轮面模型 2.5对盘面划分网格 选择Main Menu：Preprocessor>Meshing>Meshing Tool(网格工具)命令,然后单击Line域选择所有线条(Pick All),之后用线控制单元网格划分,在No.of element division(划分单元的份数)中输入10,表示所有线条被划分为10份。本处选用PLANE 42单元对盘面划分映射网格。 3、定义边界条件并求解 建立有限元模型后，就需要定义分析类型和施加边界条件及载荷，然后求解。此处齿轮的载荷为62.8 rad/s转速形成的离心力，位移边界条件将内孔边缘节点的周向位移固定，具体分为以下几个步骤。 3.1施加位移边界 由于此处是对圆柱齿轮进行静态受力分析，为了获得较好的弯曲应力特性，
基于ANSYS的平面板有限元分析班级：机械11-4 姓名：高尚学号：111014410 引言：有限元分析是利用数学近似的方法对真实物理系统进行模拟，利用简单而又相互作用的元素拼接，用有限数量的未知量去接近无限未知量的真实系统。现今几乎所有的有限元分析模型都是用实体模型建模，类似于CAD，ANSYS等软件以数学方式表达结构的几何形状，用于在里面填充节点和单元，还可以在几何模型边界上方便地施加载荷。ANSYS软件是一个多用途的有限元法计算机设计程序，技术涵盖多个学科领域，无论是需要结构分析、流体、热力、电磁学、显式分析、系统仿真还是数据管理，ANSYS 的产品均能为各个行业的企业取得成功助一臂之力。基于ANSYS 软件对平面板进行应力分析是本论文的主要内容，先通过设计分析范畴、选择单元类型、建立有限元模型、划分网格、施加边界条件，求解；最后得出结果，画出应力图，从而得到对平面板的有限元分析。 μ。题目：已知平面板的厚度m E11 2 =，3.0 =，Pa e =，圆孔半径m r6.0 t1.0 = 利用ANSYS求（1）应力分布；（2）节点位移；（3）最大应力；（4）最大位移。 一、设计平面板的有限元模型 1、设计分析范畴和定义单元类型 进行任何有限元分析都必须选择合适的单元类型，单元类型决定附加的自由度。对于图1的平面结构，首先设置分析范畴，在proference中选择structure，然后从Element Type对话框中选择Structural Solid中的实体单元Quad node 882，即四边形八节点平面单元，Solid结构实体单元，适用于模拟边界曲线。在Opions 对话框的Element Behavior选项中选Plane stress with thickness，用来表示应变会受到载荷对厚度的影响。
基于ANSYS 的六角扳手有限元分析 摘要：基于ANSYS 软件对六角螺栓扳手进行应力分析。先通过选择单元类型、划分网格、施加边界进行分析；再者添加载荷，求解；最后得出结果，画出应力图，同时也找出结构最易破坏的位置。 关键词：六角扳手；有限元；应力云图； 0 引言 六角扳手不仅为轴提供支撑，还承受轴传递的各种载荷。一个可靠的六角扳手对于减轻轴的偏心振动，保证机械设备的作业具有重要作用。但由于六角扳手的形状复杂，传统的解析法在计算六角扳手的承载性能时存在较大误差。故基于有限元分析软件ANSYS，对机械设备六角扳手的承载特性进行分析。 1 建立有限元模型 六角扳手为左右对称结构，其三维视图和尺寸标注如图1。六角扳手采用普通碳钢Q235，弹性模量E=2E11，泊松比u=0.3。六角扳手承受主轴传递的竖直面载荷1500Mpa。 图1 六角扳手三维视图（单位：mm）
1.1 选择单元类型 图2 单元类型的选择 进行任何有限元分析都必须选择合适的单元类型，单元类型决定附加的自由度，对于六角扳手，主要承受扭转，在设计过程中更关心的是其应力应变的变化情况，因此选用实体单元Quad 4node 42 和Brick 8node 45 进行结构离散。SOLID45是三维20 节点四面体结构实体单元，在保证精度的同时，允许使用不规则的形状，适用于模拟曲线边界；每个节点有3 个自由度：节点X、Y 和Z 方向的位移，该单元具有空间的任意方向。SOLID45单元还有可塑性、蠕动、应力刚化、大变形和大应变能力。 1.2 划分网格 网格划分的过程就是结构离散化的过程，通常划分的单元越多越密集，就越能反映实际结构状况，计算精度越高，计算工作量越大，计算时间增长。为兼顾计算精度和计算效率，采用自动划分与手动划分相结合的方法进行网格划分。 首先，利用软件对六角扳手自动划分网格，网格精度取SMRT6；然后根据扳手结构，网格精度选为LEVEL1。经过网格加密以后共形成 448个单元和288个节点。网格划分结果如图3。
计算机辅助分析论文 题目：有限元分析发展介绍与发展趋势院(系)：机电工程学院 专业、班级：机械设计制造及其自动化 学生姓名：
有限元分析发展介绍与发展趋势 摘要 1965年"有限元"这个名词第一次出现,到今天有限元在工程上得到广泛应用,经历了三十多年的发展历史,理论和算法都已经日趋完善。有限元的核心思想是结构的离散化,就是将实际结构假想地离散为有限数目的规则单元组合体,实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析,得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析,这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。 本文从应用的角度对系统进行建模分析，把目前应用和后继发展进行兼顾考虑，随着ansys的发展，该课题还存在大量的后续研究工作。 关键字：有限元分析，结构计算，结构设计，发展趋势
Finite Element Analysis Introduction and development trends Abstract 1965 "finite element" the term first appeared, and today is widely used finite element in engineering, experienced more than 30 years of development history, theory and algorithms have been maturing. The core idea is to discrete finite element structure is supposed to be the actual structure of a finite number of discrete units combination rules, the physical properties of the actual structure can be analyzed by a discrete body, come to meet the engineering precision approximation to replace analysis of the actual structure, so that the theoretical analysis can solve complex problems they can not solve many practical projects need to be addressed. From the application point of the system modeling and analysis, to be considered taking into account the current application and subsequent development, ansys with the development of the subject there is a lot of follow-up research. Key Words：Finite element analysis, structural calculation, structural design, development trends
有限元法课程小论文 题目： 姓名： 学号： 学院： 专业： 年级： 指导教师： 年月日
基于ANSYS对发动机连杆进行静力学分析 中文摘要 连杆是汽车发动机中的重要零件。在工作中，除承受燃烧室燃气产生的压力外，还要承受纵向和横向的惯性力。因此，连杆是在一个复杂的应力状态下工作。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。随着汽车的发展对连杆提出了更高要求，要求连杆有更轻的质量、更高的强度、更长的使用寿命。本文建立了汽车发动机连杆几何模型，并对模型施加载荷，分析连杆的应力应变状况，对连杆结构的改进提供了可靠的依据。 关键词：连杆；ANSYS；载荷；静力学；应力；变形位移
第1章绪论 连杆是汽车发动机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。连杆在工作中，除承受燃烧室燃气产生的压力外，还要承受纵向和横向的惯性力。因此，连杆在一个复杂的应力状态下工作。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形。通常疲劳断裂的部位是在连杆上的三个高应力区域。连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能;又要求具有足够的钢性和韧性。 连杆实物图如图1-1所示。本文只对连杆进行静力学分析。 图1-1连杆实物图 第2章利用ANSYS对汽车连杆进行静力学分析 2.1 汽车连杆主要参数 连杆材料的属性为：弹性模量E=30X106 psi，泊松比为0.3。连杆厚度为0.5in。 在小头孔的内侧90。 范围内承受p=1000psi的面载荷作用。 由于连杆的结构和载荷均对称，因此在研究时只要采用对称的一半进行分析即可。
预应力连续箱型桥梁静载有限元分析 摘要：有限元法是根据变分原理求解物理问题的数值计算方法，本文对一预应力连续桥梁进行了有限元分析，上面所加荷载为均布荷载，这与桥梁实际收到的荷载比较接近，从而分析得出的结论也比较真实可靠。 关键词：连续箱型桥梁；均布荷载；有限元分析。 0 引言 连续箱形截面梁以其优良的力学特性－具有较大的刚度和强大的抗扭性能和结构简单，受力明确、节省材料、架设安装方便，跨越能力较大、桥下视觉效果好等优点，工程中采用预应力箱梁也可以加快工程进度，因而预应力梁和板在工程中的应用越来越广泛，预应力梁和板的研究也越来越受到关注。 1 结构计算模型的简化思路 因为上部结构与桥的支撑体系在施工时是分为两步施工的, 先浇筑桩墩桩台, 再安装盖梁, 最后浇筑上部结构, 上部结构与支撑体系间有微小缝隙, 故考虑为铰支支承, 在建立有限元模型时，三个跨度为 30m 的现浇预应力箱梁实质为铰接的三跨连续梁。如下图所示； 2 结构有限元计算的建模 2. 1 计算单元的确定 在进行有限元模拟计算时, 计算单元分得越小, 计算结果越精确, 但是, 单元太多, 将会受计算机内存所限, 而且, 影响计算速度。因此, 划分单元数目时, 要综合考虑计算结果精度和计算机计算速度。 2. 2 计算模型的建立
1) 材料参数 本文主要研究桥梁的挠度及成桥应力, 因此不考虑预应力钢筋混凝土中钢筋和混凝土之间的影响,按匀质构件建立模型.，材料本构关系为线弹性。 项目弹性模量泊松比质量密度 参数6 / N 9000m 6.3 0.2 2 10 2)单元类型为八节点三维实体单元，桥梁实体较厚, 不宜采用梁单元或板壳单元, 实体单元能较好的模拟实际受力情况。 3)建模方式, 箱型混凝土桥梁结构较复杂，用MSC建立模型。 3预应力箱型桥梁的静载有限元结果 3-1 箱梁应变图 3-2支座反力图
利用ANSYS软件对T型钢梁应力分析 摘要：应用ansys有限元软件对钢梁进行结构静力分析，提取位移和应力分布图，求取其中性轴处位移沿梁长度的变化规律及水平方向应力沿梁长度的分布规律 一、启动ANSYS，更改保存路径，保存文件名。 启动ansys：start---ansys12.0----Mechanical APDL Product Launcher 。在ANSYS Product Launcher Profile;界面内更改工作路径和文件名.见下图： 二、定义单元的类型和材料属性 主菜单：Preprocessor--Element type---Add/Edit/Delete 主菜单：Preprocessor-Material Props-Material Models-Structural-Linear-Elastic-Isotropic
三、建模 主菜单：Preprocessor---Modeling----Create----Volumes---Block---By 2 Corners & z 利用工作平面进行分割： 划分网格：主菜单---Preprocessor---Meshing---MeshTool---Hex---Mapped
四、加载 设置斜率：Preprocessor--Solution---Define Loads--Settings--For Surface Ld--Gradient 约束：Preprocessor--Define Loads--Apply--Structural--Displacement--On Area 表面均布荷载：Preprocessor--Define Loads--Apply--Structural--Pressure--On Area 重力加载：Preprocessor-Define Loads--Apply--Structural--Inertia--Gravity--Global
本科毕业设计（论文）轴承座有限元分析 学院名称： 专业：班级： 学号： 姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 二〇一三年六月
目录 序言 (2) 第1章轴承座受力分析 (4) 1.1课题分析 (4) 1. 2结果分析 (5) 第2章操作步骤 (6) 2.1 操作流程 (6) 参考文献 (13) 致谢 (13)
序言 有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。 有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。 有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用，例如用多边形（有限个直线单元）逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。 在解偏微分方程的过程中, 主要的难点是如何构造一个方程来逼近原本研究的方程, 并且该过程还需要保持数值稳定性.目前有许多处理的方法，他们各有利弊. 当区域改变时(就像一个边界可变的固体)，当需要的精确度在整个区域上变化, 或者当解缺少光滑性时, 有限元方法是在复杂区域(像汽车和输油管道)上解偏微分方程的一个很好的选择。例如, 在正面碰撞仿真时，有可能在"重要"区域(例如汽车的前部)增加预先设定的精确度并在车辆的末尾减少精度(如此可以减少仿真所需消耗); 另一个例子是模拟地球的气候模式, 预先设定陆地部分的精确度高于广阔海洋部分的精确度是非常重要的。 CAE的技术种类有很多，其中包括有限元法(FEM,即Finite Element Method),边界元法(BEM,即Boundary Element Method)，有限差分法(FDM,即
摘要：本文比较典型地介绍了如何用有限元分析工具分析梁结构受到静力时的应力的分布状态。我们遵循对梁结构进行有限元分析的方法，建立了一个完整的有限元分析过程。首先是建立好梁结构模型，然后进行网格划分，接着进行约束和加载，最后计算得出结论，输出各种图像供设计时参考。通过本文，我们对有限元法在现代工程结构设计中的作用、使用方法有个初步的认识。 关键字：ANSYS，梁结构，有限元，静力分析。
第一章 引言 在现代机械工程设计中，梁是运用得比较多的一种结构。梁结构简单，当是受到复杂外力、力矩作用时，可以手动计算应力情况。手动计算虽然方法简单，但计算量大，不容易保证准确性。相比而言，有限元分析方法借助计算机，计算精度高，且能保证准确性。另外，有限元法分析梁结构时，建模简单，施加应力和约束也相对容易，能分析梁结构应力状况的具体分布、最大变形量以及中性面位置，优势明显。以下介绍一种常见梁的受力状况，并采用有限元法进行静力分析，得出了与手动计算基本吻合的结论。以下为此次分析对象。 梁的截面形状为梯形截面，各个截面尺寸相同。两端受弯矩沿中性面发生弯曲，如图2-1所示。试利用ANSYS 软件对此梯形截面梁进行静力学分析，以获得沿梁AA 截面的应力分布情况。 r θ A A M M A -A 截面 D,B C,A 1#面 2#面 B D
第二章有限元模型的建立 1 建立模型 首先进入ANSYS中，采用自下而上的建模方式，创建梁结构有限元分析模型，同时定义模型的材料单元为Brick 8-node 45，弹性模量为200e9，泊松比为0.3。由于分析不需要定义实常数，因此可忽略提示，关闭Real Constants菜单。 建立的切片模型如下： 2 网格划分 显示边线，关闭背景。通过Meshtool工具对建立好的模型进行网格划分。首先设定网格划分参数，分别设置不同线条的网格划分参数后，采用六面体单元划分模型网格。在MeshTool菜单的Shape栏选择Hex选项。在MeshTool下拉列表框中确保选中V olumes，保证实体通过体单元划分。单击Mesh按钮后，单击拾取对话框中Pick All按钮。划分网格后的图形1所示：