有限元分析大作业试题

同济大学本科课程期终考试统一命题纸 A卷

2007—2008学年第 二 学期

一．是非题（认为该题正确，在括号中打√；该题错误，在括号中打×。）(每小题2分)

（1）用加权余量法求解微分方程，其权函数V和场函数u的选择没有任何限制。 （ ）

（2）四结点四边形等参单元的位移插值函数是坐标x、y的一次函数。 （ ）

（3）在三角形单元中，其面积坐标的值与三结点三角形单元的结点形函数值相等。 （ ）

（4）二维弹性力学问题的有限元法求解，其收敛准则要求试探位移函数C1连续。 （ ）

（5）有限元位移法求得的应力结果通常比应变结果精度低。 （ ）

（6）等参单元中Jacobi行列式的值不能等于零。 （ ）

（7）在位移型有限元中，单元交界面上的应力是严格满足平衡条件的。 （ ）

（8）四边形单元的Jacobi行列式是常数。 （ ）

（9）利用高斯点的应力进行应力精度的改善时，可以采用与位移插值函数不同结点的形函数进行应力插值。 （ ）

（10）一维变带宽存储通常比二维等带宽存储更节省存储量。 （ ）

二．单项选择题（共20分，每小题2分）

1 在加权余量法中，若简单地利用近似解的试探函数序列作为权函数，这类方法称为________________。

（A）配点法 （B）子域法 （C）伽辽金法

2 等参变换是指单元坐标变换和函数插值采用______的结点和______的插值函数。

（A）不相同，不相同（B）相同，相同（C）相同，不相同（D）不相同，相同

3 有限元位移模式中，广义坐标的个数应与___________相等。

姓名:学号:班级:

有限元分析及应用作业报告

一、问题描述

图示无限长刚性地基上的三角形大坝,受齐顶的水压力作用,试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析,并对以下几种计算方案进行比较:

1分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算;

2分别采用不同数量的三节点常应变单元计算;

3当选常应变三角单元时,分别采用不同划分方案计算。

二、几何建模与分析

图1-2力学模型

由于大坝长度>>横截面尺寸,且横截面沿长度方向保持不变,因此可将大坝看作无限长的实体模型,满足平面应变问题的几何条件;对截面进行受力分析,作用于大坝上的载荷平行于横截面且沿纵向方向均匀分布,两端面不受力,满足平面应变问题的载荷条件。因此该问题属于平面应变问题,大坝所受的载荷为面载荷,分布情况及方向如图1-2所示,建立几何模型,进行求解。

假设大坝的材料为钢,则其材料参数:弹性模量E=2.1e11,泊松比σ=0.3

三、第1问的有限元建模

本题将分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算。 1设置计算类型:两者因几何条件和载荷条件均满足平面应变问题,故均取Preferences为Structural

2选择单元类型:三节点常应变单元选择的类型是PLANE42(Quad 4node42,该单元属于是四节点单元类型,

在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为三节点单元;六节点三角形单元选择的类型是PLANE183(Quad 8node183,该单元属于是八节点单元类型,在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为六节点单元。因研究的问题为平面应变问题,故对Element behavior(K3设置为plane strain。

3定义材料参数

4生成几何模

a. 生成特征点

b.生成坝体截面

5网格化分:划分网格时,拾取所有线段设定input NDIV 为10,选择网格划分方式为Tri+Mapped,最后得到200个单元。

标准文案

大全

有限元作业报告

班 级： 学 号：

姓 名：

指导教师：

日期：2014.8 标准文案

大全

目录

题目描述······················3

题目分析······················3

操作步骤······················4

1.定义工作文件名和工作标题··`·······4

2. 定义单元类型和材料属性··········4

3.导入几何模型···············7

4.生成有限元网格···············8

5.施加约束和载荷··············9

结果显示······················10

结果分析······················13

标准文案

大全 题目描述：

日常所用的凳子的简易建模与分析

凳腿 下牙条 上牙条

材料参数：弹性模量E=11GPa，泊松比v=0.33，密度ρ=450kg/m3

题目分析：

凳子由四根凳腿支撑，凳腿之间有牙条连接，凳子的上表面受到向下的应力。对于板凳，其主要承受的力来自于板面所受到的压力。日常生活中，其所受到的力不是很大，而且受力接近均匀，故在ansys分析过程中可以通过给予板面一定的压力来模拟人坐在上面时它所承受的力，以此来分析其所产生的应力应变，从而可以通过分析局部应力应变，来优化其结构，达到延长其使用寿命的目的，这也是本次利用ANSYS分析的缘由。

对于面上的模拟力，我们以成年人50kg的重量均匀分布在凳面上，根据事先测量好的板凳参数（单位mm)：

上板尺寸为350×250×15,凳腿尺寸为40×30×400。

由以上参数确定板面所受压强为:

PammKgNKF571435.025.0/10g50 取F=5500Pa

1 《有限元[A]》期末考试试卷

一、填空题（20分）

1、 弹性结构分析时，ANSYS板壳单元的基本位移量有( )、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）；基本内力有( )、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）；基本内力矩有( )、（ ）、（ ）；

2、 三维弹性结构分析时，基本位移量有( )、（ ）、（ ）；基本应力量有( )、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）；

3、 弹性结构分析时，三维拉压杆件的基本位移量有( )、（ ）、（ ）；基本内力（ ）；基本应力量有（ ）；基本的横截面参数有（ ）；基本的材料参数有（ ）。

4、 弹性结构分析时，轴对称变形问题的基本位移量有（ ）、（ ）；基本应力量有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）；基本应变量有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。

二、简答题（30分）

1、 解释弹性结构模态分析的固有频率和振型，说明其在动态分析中的重要性。（8分）

2、 结构瞬态响应分析时为什么必须施加初始条件？有哪些初始条件（7分）

3、 为什么谐响应分析时力学量用复数表达？解释复数幅值、幅角的物理意义。（7分）

4、 简述非线性结构分析的基本类型和特征（8分）

三、操作练习题（50分）

1. 要完成如图所示弹性平面桁架的静力分析，各杆的横截面均为2000mm2，载荷P=50KN，材料为普通钢材，并要求最后能观测桁架的变形和列出各杆的轴向应力。请写出分析的全过程。 3m 1m

1m1m 1m P

2 西南科技大学2010——2011学年第 1 学期

《有限元[A]》期末考试试卷

2. 要完成如图所示带凸缘薄壳的弹性静力分析，厚度均匀为2mm，载荷为作用在矩形板底面的均匀压力100Pa，矩形板的四边简支。材料为普通钢材。要求最后能观测变形和应力强度的分布。请写出分析的全过程。