有限元分析实验报告

武汉理工大学

学 生 实 验 报 告 书

实验课程名称 材料成型CAE综合实验

开 课 学 院 材料学院

指导老师姓名

学 生 姓 名

学生专业班级 成型0802班

2011 — 2012 学年 第 一 学期

学生学号 123456 实验课成绩 实验课程名称： 材料CAE综合实验

实验项目名称 DEFORM-2D软件的操作与实例演练

实验成绩

实验者 专业班级 成型0802 组别

同组者 实验日期 年 月 日

第一部分：实验分析与设计（可加页）

一、实验内容描述（问题域描述）

1．了解认识DEFORM-2D软件的窗口界面。

2．了解DEFORM-2D界面中各功能键的作用。

3．掌握利用DEFORM-2D有限元建模的基本步骤

。

4．学会进入前处理、后处理操作。

5．学会对DEFORM-2D模拟得出的图像进行数值分析，得出结论

二、实验基本原理与设计（包括实验方案设计，实验手段的确定，试验步骤等，用硬件逻辑或者算法描述）

DEFORM是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。通过在计算机上模拟整个加工过程，帮助工程师和设计人员： 设计工具和产品工艺流程，减少昂贵的现场试验成本。 提高工模具设计效率，降低生产和材料成本。缩短新产品的研究开发周期。

DEFORM-2D适用于各种常见的UNIX工作站平台（HP，SGI，SUN，DEC，IBM）和Windows-NT微机平台。可以分析平面应变和轴对称等二维模型。它包含了最新的有限元分析技术，既适用于生产设计，又方便科学研究。

三、主要仪器设备及耗材

1.计算机

2.DEFORM-2D软件

实用标准文案

精彩文档 2 受料仓与给料机的钢结构有限元分析

2.1建立有限元模型

如图2.1破碎站主视图和图2.2破碎机布置图，它的工作过程是：卸料卡车间歇把最大入料粒度为1500mm的煤块倒入受料仓，受料仓存储大粒度煤块。刮板给料机把受料仓的大粒度的煤块连续的刮给破碎平台的破碎机。破碎机把最大入料粒度为1500mm的煤块破碎成最大排料粒度为300mm的煤块，煤块由底部的传送带传出。

图2.1 破碎站主视图

图2.2 破碎机布置图 实用标准文案

精彩文档 破碎站钢结构的弹性模量E＝200000MPa，泊松比，质量密度×10-3kg/cm3。破碎站由支撑件型钢和斜支撑角钢组成。在结构离散化时，由于角钢和其它部位铰接，铰接是具有相同的线位移，而其角位移不同。承受轴向力，不承受在其它方向的弯矩，相当于二力杆，所以型钢用梁单元模拟，角钢用杆单元模拟。破碎站是由受料仓与给料机和破碎平台与控制室两部分组成，故计算时是分别对这两部分进行的。离散后，受料仓和给料机共个单元，其中梁单元个，杆单元个，节点总数为个，有限元模型如图和图所示。

图2.3 受料仓与给料机有限元模型

图2.4 受料仓与给料机有限元模型俯视图 实用标准文案

精彩文档 2.2载荷等效计算

2.2.1主要结构截面几何参数

破碎站主要结构采用H型钢梁，截面尺寸如图2.5所示，各截面横截面积A，截面惯性矩Iy，Iz和极惯性矩I如下。

图2.5 截面尺寸

料仓及给料机支撑结构

料仓及给料机六根支撑立柱(H500×400×12×20)

A= 215.2mm2，Iy＝101947×104mm4，Iz＝21340×104mm4，I＝240×104mm4

料仓B－B面横梁和给料机E－E、F－F面横梁(H400×300×12×20)

A=16320mm2，Iy＝48026×104mm4，Iz＝9005×104mm4，I＝181×104mm4

iv 南京理工大学

机械工程学院研究生研究型课程考试答卷

课程名称： 计算机辅助工程 （Computer Aided Engineering）

考试形式：□专题研究报告 □论文 √大作业(Project) □综合考试

学生姓名(name)： 李日和 学号(ID number)： 114101000072

序 号 分 项 类 别 得 分(grade)

1 CAE 在你研究领域应用综述(The applications

of CAE in your research area)

2 实例描述CAE 解决问题的过程(A CAE analysis

done by yourself)：

问题描述(Problem description)

CAE 模型(FEA model and boundary conditions)

求解过程(The process)

结果与讨论(Results and Analysis)

结论(Conclusion)

3 收获及感想 (suggestion and

acknowledgement)

4 课堂报告(PPT)(Presentation)

5 回答问题(answer questions)

总 分(Total)

评阅人：

时 间：2015 年 6 月 16 日

1 1.1背景及意义

随着科技水平的飞速发展以及工业生产的发展，对制造水平提出了更高的要求。航空航天事业的发展，对难加工材料的需求也是越来越大。特别是金刚石材料的应用，在这个超精密加工的时代有着无可替代的位置。中国是有色金属资源的大国，而金刚石工具在有色金属的加工应用中，也有着出色的适应性。在耐磨材料的加工中金刚石工具也起着举足轻重的作用。目前，实际生产中使用的金刚石成型砂轮一般采用单层电镀工艺来制作，镀层金属只是机械性地包埋金刚石磨粒，与镀层金属和基体之间并没有形成牢固的化学结合，因此镀层金属对磨粒的把持力小，当工作负荷较大时，砂轮工具容易由磨粒脱落或着镀层金属成片剥落而导致整体失效。如要增加磨粒与镀层金属的结合力，只有增加镀层金属的厚度，其结果是导致容屑空间和磨粒出露高度的减小，金刚石砂轮容易发生堵塞，砂轮的散热效果变差，由于温度上升工件表面容易发生烧伤。在单层钎焊超硬磨料砂轮时，在磨料、钎料与母材的界面上发生溶解、扩散、化合之类的相互作用，从本质上改善了磨料、钎料、基体三者之间的结合强度。用钎焊的方法制造的单层金刚石工具，因为钎焊合金与金刚石磨粒有着牢固的化学结合，金刚石露出的高度大，相比于电镀金刚石工具，这种金刚石工具具有磨削效率高、工具寿命长等特点。而且，目前钎焊多采用感应加热的方式。感应加热是一种非接触的加热方式，因此，在感应钎焊过程中不容易掺入其他杂质，影响钎焊效果；感应钎焊采用的是涡流进行加热的方式，因为在感应频率非常高，因此加热速度快，且能选择性地进行感应加热；感应加热是通过电磁感应，让工件自己加热，是由内向外的加热方式，效率高，能耗小；感应加热设备简单成本低，温度容易控制，因此，容易实现自动化加热。

有限元分析实验报告

有限元分析实验报告

引言

有限元分析是一种广泛应用于工程领域的数值计算方法，它可以通过将复杂的结构划分为许多小的有限元单元，通过计算每个单元的力学特性，来模拟和预测结构的行为。本实验旨在通过有限元分析方法，对某一结构进行力学性能的分析和评估。

实验目的

本实验的目的是通过有限元分析，对某一结构进行应力和变形的分析，了解该结构的强度和稳定性，为结构设计和优化提供参考。

实验原理

有限元分析是一种基于弹性力学原理的数值计算方法。它将结构划分为许多小的有限元单元，每个单元都有自己的力学特性和节点，通过计算每个单元的应力和变形，再将其组合起来得到整个结构的力学行为。

实验步骤

1. 建立有限元模型：根据实际结构的几何形状和材料特性，使用有限元软件建立结构的有限元模型。

2. 网格划分：将结构划分为许多小的有限元单元，每个单元都有自己的节点和单元材料特性。

3. 材料参数设置：根据实际材料的力学特性，设置每个单元的材料参数，如弹性模量、泊松比等。

4. 载荷和边界条件设置：根据实际工况，设置结构的载荷和边界条件，如受力方向、大小等。

5. 求解有限元方程：根据有限元方法，求解结构的位移和应力。

6. 结果分析：根据求解结果，分析结构的应力分布、变形情况等。

实验结果与分析

通过有限元分析，我们得到了结构的应力和变形情况。根据分析结果，可以得出以下结论：

1. 结构的应力分布：通过色彩图和云图等方式，我们可以清楚地看到结构中各个部位的应力分布情况。通过对应力分布的分析，我们可以了解结构的强度分布情况，判断结构是否存在应力集中的问题。

2. 结构的变形情况：通过对结构的位移分析，我们可以了解结构在受力下的变形情况。通过对变形情况的分析，可以判断结构的刚度和稳定性，并为结构的设计和优化提供参考。

实验结论

通过有限元分析，我们对某一结构的应力和变形进行了分析和评估。通过对应力分布和变形情况的分析，我们可以判断结构的强度和稳定性，并为结构的设计和优化提供参考。有限元分析是一种强大的工具，可以在工程领域中广泛应用，为结构设计和优化提供支持。