下载文档原格式
有限元练习板壳结构线弹性静力分析实例摘要: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近似解，然后推导求解这个域总的满足条件，从而得到问题的解。
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。
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。
正文:一、题目内容的描述:分析结构是一个四周固支的方板，其尺寸为1m×1m，厚度为0.01m。
承受的均匀横向面荷载为1000Pa。
材料为线弹性材料，弹性模量E=2.1×1011N/m2,泊松比=0.3。
二、分析步骤(一)、前处理1、网格划分采用10×10的网格,在xy平面添加点,最终生成的有限元网格如下图a所示a) 有限元网格2、定义边界条件定义结构上的荷载和边界条件,约束方板四条边上节点的所有自由度,表面上施加均匀分布面荷载,如下图b所示b) 有限元网格和边界条件3、定义材料特性定义各向同性线弹性材料特性, 设定材料的杨氏模量与泊松比并指定到全部单元4、定义几何特性设定三维框架厚度为0.01m(二)、选取作业参数并提交运行分析1、改变单元类型2、选择应力分析作业类型为3-D3、选择22号单元,输出结果选择等效Von Mises 应力4、保存模型并提交,对运行过程进行监控(三)、后处理1、进入后处理菜单,打开后处理文件,显示等效Von Mises应力2、显示Z方向位移图, 且显示方式为云图显示三、操作步骤1、创建网格MESH GENERATIONPOINT ADD0 0 01 0 01 1 00 1 0SURFACE ADD1 2 3 4CONVERT （将几何体转化为网格实体）SURFACE TO ELEMENTS （选底部的所有曲面，并单击右键确认）ALL EXSITRETURNCHANGE CLASSQUAD(8)ELEMENTSALL EXISTINGRETURNSWEEPALLRETURNRENUMBERNODES DIRECTED1 0.01 0.001ELEMS DIRECTED1 0.01 0.001RETURNMAIN2、定义边界条件BOUNDARY CONDITIONSNEWSTRUCTURALFIXED DISPLACEMENT （边界条件为指定位移）DISPLACEMENT X (on)DISPLACEMENT Y (on)DISPLACEMENT Z (on)ROTATION X (on)ROTATION Y (on)ROTATION Z (on)OKNODES ADD(选择边界上所有节点)#NEWFACE LOADPRESSURE1000OKSURFACE ADD1#MAIN3、定义材料特性MATERIAL PROPERTIESNEWISOTROPICYOUNG’S MODULUS2.1e11POISSON’S RATIO0.3OKElements ADDMAIN4、定义几何特性GEOMETRIC PROPERTIESNEW3-DSHELLTHICKNESS0.01elements ADDall : EXISTMAIN5、创建作业选择22号单元,输出结果选择等效应力JOBSELEMENT TYPESSTRUCTURAL3-D MEMBERANE/SHELL22OKall : EXISTRETURNNEWSTRUCTURALJOB RESULTSEquivalent Von Mises StressOKRUNSUBMIT 1MONITOROKMAIN6、后处理打开后处理文件,显示等效应力,如图c所示RESULTSOPEN DEFAULTDEF & ORIGCONTOUR BANDSSCALAREquivalent Von Mises StressOk(显示Z方向位移图,如图d所示) RESULTSCONTOUR BANDSDISPLACEMENT ZOK绘制节点N1(左边界中点)到N2(右边界中点)路径上所有节点Z方向的位移曲线,如图e 所示RESULTSPATH PLOTNODE PATH N1 N2（从节点N1到节点N2的路径）#VARIABLESADD CURVEADD CURVEARC LENGTHDISPLACEMENT ZFITRETURN四、运行结果c)等效Von Mises 应力图d) Z方向位移图e) 节点N1到N2路径上所有节点Z方向的位移曲线五、参考文献《MARC有限元实例分析教程》陈火红编著.机械工业出版社2002版六、设计心得通过查找相关资料和自己的不断思考总结，我发现以前从未意识到MARC竟有如此广泛的用途和强大的功能，这次的设计让我学到了如何简单定义材料属性如何模拟求解工程问题，并用简捷的处理方法处理问题，这让我对MARC知识产生了极大地兴趣，其实MARC并没有那么难，但也并不简单，通过上课的认真学习和课后的反复练习,熟练的掌握，我们才能灵活的运用，才能可能的真正的把MARC知识应用于生活和实践，让MARC更好的服务于生活。
第9章 有限元法在船体结构设计中的应用9.1概述近年来， 由于新型船舶的建造、船舶的大型化以及新结构、新材料不断出现，船舶结构的屈曲、弹塑性破坏、疲劳和断裂等问题日趋受到重视，迫使我们寻找新的、有效的船体结构分析方法。
有限元法是一种基于变分原理的把连续体离散化的数值解法，具有适应性强，效能较高等优点。
有限元法的实质是把求解区域分为有限个单元，这些单元只在求解区域的节点处和单元的边界上互相连接，这样求解区域被离散了，并且表示为有限个单元的组合体。
有关有限元的理论可参见有关教材。
应用有限元分析方法，可将船体结构离散为能精确模拟其承载模式和变形情况的有限个单元，可详尽地表述船体结构的微观细节，真实地表达出各个构件间的协调关系与变化，可以求出各个关心构件或区域的实际变形与应力。
这种方法是目前船体强度分析最准确、最完善的方法，也是在理性结构设计中，最能精确预报结构对载荷响应的结构分析方法。
有限元软件就是有限元方法的计算机程序或程序系统，有通用和专用两种。
自20世纪70年代后期，引入我国的各种大、中型专用和通用有限元著名软件有ABAQUS, ANSYS, ADINA, SAP, MARC, NASTRAN[24]等。
船舶行业中主流的有限元软件是NASTRAN，它具有开放式的、全模块化的组织结构使其不但拥有很强的分析功能而又保证很好的灵活性，使用者可针对自己的工程问题和系统需求通过模块选择、组合获得最佳的应用系统。
针对工程实际应用，NASTRAN中有近70余种单元独特的单元库。
所有这些单元可满足NASTRAN各种分析功能的需要，且保证求解的高精度和高可靠性。
模型建好后，NASTRAN即可进行分析，如动力分析、非线性分析、灵敏度分析、热分析等。
此外，NASTRAN的新版本中还增加了更为完善的梁单元库，同时新的基于P单元技术的界面单元的引入可有效地处理网格划分的不连续性(如实体单元与板壳单元的连接)，并自动地进行MPC约束。
目录第一章ABAQUS简介 (1)第二章ABAQUS基本使用方法 (1)第三章线性静力分析实例 (6)第四章 ABAQUS的主要文件类型 (8)第五章接触分析实例 (9)第六章弹塑性分析实例 (13)第七章热应力分析实例 (15)第八章多体分析实例 (16)第九章动态分析实例 (17)第十章复杂工程分析综合实例 (20)第一章ABAQUS简介[1] (pp7) 在[开始] →[程序] →[ABAQUS 6.5-1]→[ABAQUS COMMAND]，DOS提示符下输入命令Abaqus fetch job = <file name>可以提取想要的算例input文件。
第二章ABAQUS基本使用方法[2] (pp15) 快捷键：Ctrl+Alt+左键来缩放模型；Ctrl+Alt+中键来平移模型；Ctrl+Alt+右键来旋转模型。
(pp16) ABAQUS/CAE不会自动保存模型数据，用户应当每隔一段时间自己保存模型以避免意外丢失。
[3] (pp17) 平面应力问题的截面属性类型是Solid（实心体）而不是Shell（壳）。
ABAQUS/CAE推荐的建模方法是把整个数值模型（如材料、边界条件、载荷等）都直接定义在几何模型上。
载荷类型Pressure的含义是单位面积上的力，正值表示压力，负值表示拉力。
[4] (pp22) 对于应力集中问题，使用二次单元可以提高应力结果的精度。
[5] (pp23) Dismiss和Cancel按钮的作用都是关闭当前对话框，其区别在于：前者出现在包含只读数据的对话框中；后者出现在允许作出修改的对话框中，点击Cancel按钮可关闭对话框，而不保存所修改的内容。
[6] (pp26) 每个模型中只能有一个装配件，它是由一个或多个实体组成的，所谓的“实体”（instance）是部件（part）在装配件中的一种映射，一个部件可以对应多个实体。
材料和截面属性定义在部件上，相互作用（interaction）、边界条件、载荷等定义在实体上，网格可以定义在部件上或实体上，对求解过程和输出结果的控制参数定义在整个模型上。
