有限元上机实验报告

有限元上机实验报告[——以Abaqus软件进行的有限元分析]汪健强1008320139实验1——平面问题应力集中分析目的要求：掌握平面问题的有限元分析方法和对称性问题建模的方法。

通过简单力学分析，可以知道本实验问题属于平面应力问题，基于结构和载荷的对称性，可以只取模型的1/4进行分析。

用8节点四边形单元分析X=0截面σx的分布规律和最大值，计算圆孔边的应力集中系数，并与理论解对比。

一、实验过程概述：1、启动ABAQUS/CAE2、创建部件3、创建材料和截面属性4、定义装配件5、设置分析步6、定义边界条件和载荷7、划分网格8、提交分析作业9、后处理10、退出ABAQUS/CAE二、实验结果：（1）边界受力图（1）X方向应力分量σx应力云图：（2）左边界直线与圆弧边交点的σx值为： 2.96714 MPa；（2）左右对称面上的σx曲线：三、实验内容分析：a)模型全局σx应力分布：σx应力集中分布于中心圆孔与x、y轴相交的地方，且与x轴相交处应力为负，与y轴相交处应力为正；沿圆周向周围，σx迅速减小；沿y 方向的σx应力大于沿x方向的σx应力。

b)应力集中系数为 2.92975，小于理论值3.0。

误差来源：有限元分析方法是将结构离散化，网格划分得越稀疏，计算出的结果就越偏离理论值。

分的越密集，结果越接近与理论值。

四、实验小结与体会：通过本次实验，对理论课所学有限元基本方法有了一个更加直观、深入的理解。

通过对Abaqus软件三个步骤：前处理、分析计算、后处理的操作，了解了这款软件的基本应用和它对有限元的一些很好的应用。

试验中，遇到诸多问题，仔细思考，加之请教老师，逐一解决，确实很有收获。

更增加了对有限元的认识，和对其功能之强大有了更深的理解。

实验二平面问题有限元解的收敛性一、实验目的和要求：（1）在ABAQUS软件中用有限元法探索整个梁上σx和σy的分布规律。

（2）计算梁底边中点正应力σx的最大值；对单元网格逐步加密，把σx的计算值与理论解对比，考察有限元解的收敛性。

一，实验描述：1、本作业属于哪类问题在本作业中，根据板的结构特点和受力情况，确定该问题属于平面对称应力问题，定义分析类型为静力学分析。

2、本文采用如何的单位制本题中，长度单位为m，故为方便起见，采用力的单位为N，压强的单位为pa，时间的单位为s，质量的单位为kg。

3、单元类型：对单元描述；材料；实常数单元类型为选取shell Elastic 4node63单元材料：弹性模量为2.1e11pa，泊松比为0.33。

由题意确定时常数，即厚度为0.1m4、划分网格。

网格划分设置。

单元数，节点数。

网格化分设置：设置单元边长值为0.1m，指定单元形状为Areas。

5、加载描述（1）对整体模型，首先对四周固定端加载位移约束，设定其位移值为0；然后，对面施加面载荷，设置面载荷为20000N；接着将施加在实物体上的载荷转换到有限元模型上，并显示施加在有限元模型上的载荷。

加载完后，对该有限元模型进行求解。

（2）对四分之一模型，首先对两边固定端加载位移约束，设定其位移值为0；然后，对两坐标轴所在的边施加对称载荷，最后对面施加面载荷，设置面载荷为20000N；接着将施加在实物体上的载荷转换到有限元模型上，并显示施加在有限元模型上的载荷。

加载完后，对该有限元模型进行求解。

6、后处理：最大MISIS应力和最大位移的位置和大小。

绘制结构的应力和变形图。

二，实验步骤（一）绘制整体实体模型1，在ANSYS中构造实体模型，如下图所示2，根据结构特点及所受载荷地情况，选取shell Elastic 4node63单元，设置材料常数：弹性模量E=2.1e11，u=0.33，单元边值为0.1m对其进行网格剖分，网格划分图如下：3，正确施加载荷和边界条件，结果如下：边界条件施加载荷20000N/m求解以后4，绘制平板的应力和变形图，并给出最大应力和变形的位置及大小：应力图应变图从图中可以看出其中实体边界中点位置的应力最大为0.583e+07pa，最大变形在中间圆弧的位置，0.144e-3m（二）绘制四分之一的实体模型1，在ANSYS中构造实体模型，如下图所示2,根据结构特点及所受载荷地情况，选取shell Elastic 4node63单元，设置材料常数：弹性模量E=2.1e11，u=0.33，单元边值为0.1m对其进行网格剖分，网格划分图如下：3，正确施加载荷和边界条件，注意此处有一个对称载荷的加载，结果如下：4，绘制平板的应力和变形图，并给出最大应力和变形的位置及大小：应力图应变图三，实验小结这次ANSYS上机实验课是使用shell中的Elastic 4node63单元，这使我对ANSYS软件中的单元有了更深的认识，同时对平面问题的静力分析的基本思路和操作步骤更加熟悉。

有限元ANSYS实验报告
学校：华北水利水电大学
学院：机械学院
专业：机械设计制造及其自动化
姓名：
学号：2010
指导老师：纪占玲
（一）带孔板壳模型静力分析一、新建文件
二、预处理，选择材料模型类型等。

三、建模
四、划分单元
五、施加约束、载荷
六、求解
七、查看结果
（二）内六角扳手静力分析
问题：
一个截面宽度为10mm的内六角扳手，在手柄的顶部施加扭矩为100N，然后在相同的部位施加垂直向下的力20N，分析在两种荷载作用下扳手的应力分布。

尺寸如下：截面宽度10mm、形状为正六边形、手柄长20cm、杆长7.5cm，倒角半径1cm、弹性模量2.1×10¹¹Pa，泊松比0.3 。

一、新建文建，预处理和上面一样，把不同的模型类型选择如下：
二、建模
三、划分单元网格，并生成实体模型
四、施加约束、载荷
五、查看结果
（三）其它练习实例。

有限元上机报告模板一、实验目的题目：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，u=0.33。

此题属于平面应力问题，采用的单元类型为：Solid Quad-8node单位制：力（N）、弹性模量（MPa）、长度（mm）。

二、实体建模的方法1.定义矩形：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimensions。

输入：X1=0，X2=30，Y1=0，Y2=60。

点击对话框上的Apply按钮创建第一个矩形。

输入X1=30，X2=60，Y1=0，Y2=30。

点击对话框上的OK按钮创建第二个矩形。

2. 面图元的加运算：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Areas。

点击对话框上的Pick All按钮，所有的面被加在一起。

点击ＳＡＶＥ＿ＤＢ保存数据。

三、单元类型1. 此题属于平面应力问题，采用Solid单元的Plane82。

2. 材料属性：弹性模量为21e4MPa，泊松比为0.33。

3. 实常数：板厚2mm。

四、划分网格以边长为2mm的正方形划分单元，总共有675个单元，736个节点。

具体操作如下：1. Main Menu >Preprocessor>Meshing>Mesh Tool.2. 在Mesh Tool面板上点击Size Controls模块内的Global Set 按钮，在弹出的对话框中输入Element edge length为2，按ok完成。

3. 在Mesh下拉框中选Areas。

4. 点击Mesh按钮网格划分，点击Pick All按钮，点击Close关闭Mesh Tool 面板。

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 :6,4,12,6,1.0E0,0.0,1.0,0.0,13,1,25,2,43,2,56,3,50.0,2.00.0,1.01.0,1.00.0,0.01.0,0.02.0,0.01,3,7,8,10,121.2 、输出数据文件为 :NN NE ND NFIX E ANU T GM NTYPE6 4 12 60.1000E+01 0.000 1.0000.0000E+00 1 NODE X-LOAD Y-LOAD1 0.000000E+00 -0.100000E+012 0.000000E+00 0.000000E+003 0.000000E+00 0.000000E+004 0.000000E+00 0.000000E+005 0.000000E+00 0.000000E+006 0.000000E+00 0.000000E+00NODE X-DISP Y-DISP1 -0.879121E-15 -0.325275E+012 0.879121E-16 -0.125275E+013 -0.879121E-01 -0.373626E+004 0.117216E-15 -0.835165E-155 0.175824E+00 -0.293040E-156 0.175824E+00 0.263736E-15ELEMENT X-STR Y-STR XY-STR1 -0.879121E-01 -0.200000E+01 0.439560E+002 0.175824E+00 -0.125275E+01 0.256410E-153 -0.879121E-01 -0.373626E+00 0.307692E+004 0.000000E+00 -0.373626E+00 -0.131868E+00 2、修改 FEM1,计算 P31例 2-2 。

有限元分析上机报告上海电机学院机械学院目录Project1 桁架结构静力有限元分析 (1)Project2 梁结构静力有限元分析 (3)Project3 平面结构静力有限元分析 (5)Project4 实体结构静力有限元分析 (6)有限元分析上机报告Project1 桁架结构静力有限元分析上机地点上机日期指导教师班级学号姓名一、上机目的二、主要仪器设备三、上机结果1、根据任务要求提交图片或者数据；2、提交.log文件；3、验证有限元分析结果。

四、体会与建议有限元分析上机报告Project2 梁结构静力有限元分析上机地点上机日期指导教师班级学号姓名一、上机目的二、主要仪器设备三、上机结果1、根据任务要求提交图片或者数据；2、提交.log文件；3、验证有限元分析结果。

四、体会与建议有限元分析上机报告Project3 平面结构静力有限元分析上机地点上机日期指导教师班级学号姓名一、上机目的二、主要仪器设备三、上机结果1、根据任务要求提交图片或者数据；2、提交.log文件。

四、体会与建议有限元分析上机报告Project4 实体结构静力有限元分析上机地点上机日期指导教师班级学号姓名一、上机目的二、主要仪器设备三、上机结果1、根据任务要求提交图片或者数据；2、提交.log文件。

四、体会与建议出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。

然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。

诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。

宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。

若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。

侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。

将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。

有限元法基础及应用上机报告南京理工大学2015年12月上机实验一1 实验题目设计一个采用减缩积分线性四边形等参元的有限元模型，通过数值试验来研究网格密度、位移约束条件与总刚度矩阵奇异性、沙漏扩展、求解精度的关系，并验证采用减缩积分时保证总刚度矩阵非奇异的必要条件。

总结出你的研究结论，撰写实验报告。

2 实验目的通过实验来研究减缩积分方案中网格密度和位移约束条件对总体刚度矩阵奇异性和求解精度的影响，以此加深对有限元减缩积分的理解，和对减缩积分中保证总体刚度矩阵非奇异性的认识。

3建模概述先保持位移约束条件不变，研究网格密度对总体刚度矩阵奇异性和求解精度的影响，并验证采用减缩积分时保证总刚度矩阵非奇异的必要条件。

如下图1所示，建立一个简支和链杆的约束条件，然后不断增加网格密度，通过ABAQUS 来计算位移和应力的变化规律。

简支（两个约束）链杆（一个约束）积分点（3个独立关系式）节点（两个自由度）4 计算结果分析讨论与结论 1）1*1单元四边形减缩积分实验载荷 布种/单元应力云图2）2*1单元四边形减缩积分实验载荷 单元应力云图3）4*4单元四边形减缩积分实验载荷布种单元应力云图结果分析5 实验体会与小结单元刚度矩阵的特征：(1)对称性(2)奇异性(3)主元恒正K相同(4)平面图形相似、弹性矩阵D、厚度t相同的单元，eK的分块子矩阵按结点号排列，每一子矩阵代表一个结点，占两行两(5)e列，其位置与结点位置对应。

整体刚度矩阵的特征：(1)对称性(2)奇异性(3)主元恒正(4)稀疏性(5)非零元素呈带状分布。

[K]的物理意义是任意给定结构的结点位移所得到的结构结点力总体上满足力和力矩的平衡。

为消除[K]的奇异性，需要引入边界条件，至少需给出能限制刚体位移的约束条件。

对于一个给定形式的单元，如果采用精确积分，则插值函数中所有项次在|J|=常数的条件下能被精确积分，并能保证刚度矩阵的非奇异性。

如果采用减缩积分，因为插值函数中只有完全多项式的项次能被精确积分，因此需要进行刚度矩阵非奇异必要条件的检查。

有限元作业一上机报告20120430231 余凯峰T1243-2一、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=0.33.二、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处角点应力的影响三、有限元模型的特点1、作业类型：平面应力2、单位制：N mm MPa3、单元类型：在Preferences选Structural，Preprocessor>ElemmentType>Add/Edit/Delete中定义单元类型为Plane-82，K3设置为Plane strs w/thk材料: EX=2.10E5MPa, PRXY=0.33 实常数：THK=2mm4、划分网格：Preprocessor—Meshing—Mesh Tool—Size Controls下的Global 点击Set—在第一行输入你要定义的网格长度—OK—点击Clear旁边的Mesh—Pick All这一步划分网格5、加载描述：Preprocessor—Loads—Define Loads—Apply—Structural—Displacement—On Lines—拾取模型被固定的上边—ok—All DOF—okPreprocessor—Loads—Define Loads—Apply—Structural—Pressure—On Lines—拾取右边线—Load pres valu输入-1000/60—ok6、后处理：网格密度设置为“3”时应力和位移图如下：网格密度设置为“4”时应力和位移图如下网格密度设置为“5”时应力和位移图如下移也减小但变化不大。