有限元软件作业

例题：如图所示的受力均匀分布载荷作用的薄平板结构，将平板离散成两个线性三角元，如图所示，假定2210,0.3,0.025,3000/m E GPa v t m w KN ====。

求 （1）该结构的整体刚度矩阵。

（2）节点2和节点3的水平位移和垂直位移。

（3）节点1和节点4的支反力。

（4）每个单元的应力。

（5）每个单元的主应力和主应力方向角。

图2. 用双线性三角元离散化的薄木板 解：（1）离散化域我们将平板分为两个单元，4个节点，如图2所示，分布载荷的总作用力平均分给节点2和节点3，由于结构是薄平板，所以假定其属于平面应力情况。

MATLAB 中采用的计算单位是KN 和m 。

表1给出了该题的单元连通性。

（2）单元刚度矩阵通过调用MATLAB 的LinearTriangleElementStiffness 函数，得到两个单元矩阵k 1和k 2，每个矩阵都是66⨯的。

k1=gangdujuzhen(@LinearTriangleElementStiffness, 210000000, 0.3, 0.025, 0, 0, 0.5, 0.25, 0, 0.25, 1)的源程序：function k1= gangdujuzhen( f,E,NU,t,xi,yi,xj,yj,xm,ym,p ) %UNTITLED4 此处显示有关此函数的摘要% 此处显示详细说明k1=gangdujuzhen(@LinearTriangleElementStiffness, 210000000, 0.3, 0.025, 0, 0, 0.5, 0.25, 0, 0.25, 1)图1. 薄平板结构k1= f(E,NU,t,xi,yi,xj,yj,xm,ym,p);>>k1=gangdujuzhen(@LinearTriangleElementStiffness, 210000000, 0.3, 0.025, 0, 0, 0.5, 0.25, 0, 0.25, 1)k1 =1.0e+06 *2.0192 0 0 -1.0096 -2.0192 1.00960 5.7692 -0.8654 0 0.8654 -5.76920 -0.8654 1.4423 0 -1.4423 0.8654-1.0096 0 0 0.5048 1.0096 -0.5048-2.0192 0.8654 -1.4423 1.0096 3.4615 -1.87501.0096 -5.7692 0.8654 -0.5048 -1.8750 6.2740k2=gangdujuzhen2(@LinearTriangleElementStiffness, 210000000, 0.3, 0.025, 0, 0, 0.5, 0, 0.5, 0.25, 1)的源程序：function k2= gangdujuzhen2( f,E,NU,t,xi,yi,xj,yj,xm,ym,p )%UNTITLED3 此处显示有关此函数的摘要% 此处显示详细说明k2=gangdujuzhen2(@LinearTriangleElementStiffness, 210000000, 0.3, 0.025, 0, 0, 0.5, 0, 0.5, 0.25, 1)k2= f(E,NU,t,xi,yi,xj,yj,xm,ym,p);>>k2=gangdujuzhen2(@LinearTriangleElementStiffness, 210000000, 0.3, 0.025, 0, 0, 0.5, 0, 0.5, 0.25, 1)k2 =1.0e+06 *1.4423 0 -1.4423 0.8654 0 -0.86540 0.5048 1.0096 -0.5048 -1.0096 0-1.4423 1.0096 3.4615 -1.8750 -2.0192 0.86540.8654 -0.5048 -1.8750 6.2740 1.0096 -5.76920 -1.0096 -2.0192 1.0096 2.0192 0-0.8654 0 0.8654 -5.7692 0 5.7692（3）集成整体刚度矩阵⨯的，因此为了得到整体刚度矩阵K，我们由于结构有4个节点，所以刚度矩阵是88⨯的零矩阵。

工程软件应用及设计实习报告实习时间：一．实习目的：1.熟悉工程软件在实际应用中具体的操作流程与方法，同时结合所学知识对理论内容进行实际性的操作.2.培养我们动手实践能力，将理论知识同实际相结合的能力，提高大家的综合能力，便于以后就业及实际应用.3.工程软件的应用是对课本所学知识的拓展与延伸，对我们专业课的学习有很大的提高，也是对我们进一步的拔高与锻炼. 二．实习内容（一）用ANSYS软件进行输气管道的有限元建模与分析计算分析模型如图1所示承受内压：1.0e8 PaR1=0.3R2=0.5管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26.图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图）题目解释：由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生.然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可.此外，需注意分析过程中的单位统一.操作步骤1.定义工作文件名和工作标题1.定义工作文件名.执行Utility Menu-File→Chang Jobname-3070611062，单击OK按钮.2.定义工作标题.执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062，单击OK 按钮.3.更改目录.执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen2.定义单元类型和材料属性1.设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK2.选择单元类型.执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →applyAdd/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OKOptions…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框.图23.设置材料属性.执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，如图3所示，选择OK并关闭对话框.图33.创建几何模型1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK2. 生成管道截面.ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical →ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →In Active Coord →依次连接1,2,3,4点→OK 如图4图4Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →By Lines →依次拾取四条边→OK →ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian 如图5图53.拉伸成3维实体模型Preprocessor →Modeling→operate→areas→along normal输入2，如图6所示图64.生成有限元网格Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→V olumes Mesh→Tet→Free,.采用自由网格划分单元.执行Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh-V olume-Free，弹出一个拾取框，拾取实体，单击OK按钮.生成的网格如图7所示.图75.施加载荷并求解1.施加约束条件.执行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-On Areas，弹出一个拾取框，拾取前平面，单击OK按钮，弹出如图8所示的对话框，选择“U Y”选项，单击OK按钮.图8同理，执行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-On Areas，弹出一个拾取框，拾取左平面，单击OK按钮，弹出如图8所示的对话框，选择“U X”选项，单击OK按钮.2.施加载荷.执行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Pressure-On Areas，弹出一个拾取框，拾取内表面，单击OK按钮，弹出如图10所示对话框，如图所示输入数据1e8，单击OK按钮.如图9所示.生成结构如图10图9图103.求解.执行Main Menu-Solution-Solve-Current LS，弹出一个提示框.浏览后执行file-close，单击OK按钮开始求解运算.出现一个【Solution is done】对话框是单击close按钮完成求解运算.6.显示结果1.显示变形形状.执行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Deformed Shape，弹出如图11所示的对话框.选择“Def+underformed”单选按钮，单击OK按钮.生成结果如图12所示.图11图122.列出节点的结果.执行Main Menu-General Posproc-List Results-Nodal Solution，弹出如图13所示的对话框.设置好后点击OK按钮.生成如图14所示的结果图13图143.浏览节点上的V on Mises应力值.执行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu，弹出如图15所示对话框.设置好后单击OK按钮，生成结果如图16所示.图15图167.以扩展方式显示计算结果1.设置扩展模式.执行Utility Menu-Plotctrls-Style-Symmetry Expansion，弹出如图17所示对话框.选中“1/4 Dihedral Sym”单选按钮，单击OK按钮，生成结果如图18所示.图17图182.以等值线方式显示.执行Utility Menu-Plotctrls-Device Options，弹出如图19所示对话框，生成结果如图20所示.图19图20结果分析通过图18可以看出，在分析过程中的最大变形量为418E-03m，最大的应力为994E+08Pa,最小应力为257E+09Pa.应力在内表面比较大，所以在生产中应加强内表面材料的强度.。

目录一、平面刚桁架静力分析程序（PF.FOR）及算例......................................- 1 -1、PF计算程序..........................................................................................- 1 -2、算例.................................................................................................. - 10 -二、用三角单元求解平面问题的源程序（PLANE.FOR）及算例.......... - 14 -1、计算源程序........................................................................................ - 14 -2、算例 .................................................................................................... - 18 -三、四节点矩形薄板单元程序及其算例.................................................... - 20 -1、计算源程序........................................................................................ - 20 -2、算例 .................................................................................................... - 27 -一、平面刚桁架静力分析程序（PF.FOR）及算例1、PF计算程序! PF.FOR (A program for analysis of plane frame)! Version 6.3 2004! Main program reads the control data & organizes the whole! calculation by calling subroutines.DIMENSION W(80000)CHARACTER IDFN*20,TITLE(5)*72READ(*,'(A12)')IDFNOPEN(3,FILE=IDFN,STA TUS='OLD')READ(3,'(A72)')(TITLE(M),M=1,5)READ(3,*)E,NM,NJ,NS,NLCL1=1L2=L1+NML3=L2+NML4=L3+NML11=L4+NML12=L11+NJL21=L12+NJL22=L21+NSL31=L22+NSL41=L31+6*NMCALL IOMJS(TITLE,E,NM,NJ,NS,NLC,W(L1),W(L2),W(L3),W(L4),W(L11),W(L12),W(L21),& W(L22))CALL LCVCT (NM,W(L1),W(L2),W(L31),NJ,N)CALL LCDIA (NM,N,W(L31),W(L41),W(L41),W(L41),MAXBDW,NA)L51=L41+NL52=L51+36L53=L52+NA*2L54=L53L61=L54+N*2NW=L61+6*NM-1WRITE (*,1)NA,NW1 FORMAT(/40X,'( NA=',I6,' )',/40X,'( NW=',I6,' )')CALL FORMA (E,NM,NJ,N,NA,W(L1),W(L2),W(L3),W(L4),W(L11),W(L12),W(L31),W(L51),& W(L41),W(L52))CALL AS(NS,N,NA,W(L21),W(L41),W(L52))CALL LDLT(N,NA,W(L41),W(L52),W(L53))DO 100 LC=1,NLCREAD (3,*)NLJL62=L61+NLJL63=L62+NLJL64=L63+NLJL71=L61L81=L71+6*NMCALL B0(LC,N,NLJ,W(L54))IF(NLJ.NE.0) CALL IOLJB(N,NLJ,W(L61),W(L62),W(L63),W(L64),W(L54))READ(3,*)NLML82=L81+NLML83=L82+NLML84=L83+NLMCALL F0(NLM,NM,W(L71))IF(NLM.NE.0) CALL IOLMFB(NM,NJ,N,NLM,W(L81),W(L82),W(L83),W(L84),W(L1),&W(L2),W(L11),W(L12),W(L31),W(L71),W(L54))CALL BS(NS,N,W(L21),W(L22),W(L54))CALL SLVEQ(N,NA,MAXBDW,W(L41),W(L52),W(L54))CALL OJD(NJ,N,W(L54))CALL COTF(E,NM,NJ,N,W(L1),W(L2),W(L3),W(L4),W(L11),W(L12),W(L31),W(L54),W(L71)) NW=L84+NLM-1WRITE(*,1)NA,NW100 CONTINUEWRITE(*,'(/)')ENDSUBROUTINE IOMJS(TITLE,E,NM,NJ,NS,NLC,IST,IEN,AR,RI,X,Y,IS,VS)! Read data of members, joints, supports & print themDIMENSION IST(NM),IEN(NM),AR(NM),RI(NM),X(NJ),Y(NJ),IS(NS),VS(NS)CHARACTER TITLE(5)*72WRITE(*,'(/)')WRITE(*,1)(TITLE(M),M=1,5)1 FORMAT(1X,A72)WRITE(*,2)E,NM,NJ,NS,NLC2 FORMAT(/13X,'The Input Data'&//10X,'The General Information'&//6X,'E',9X,'NM',5X,'NJ',5X,'NS',5X,'NLC'&/1X,1PE10.3,4I7)READ(3,*)(IST(M),IEN(M),AR(M),RI(M),M=1,NM)WRITE(*,3)3 FORMAT(/10X,'The Information of Members'&//1X,'member',2X,'start',2X,'end',9X,'A',15X,'I')WRITE(*,4)(M,IST(M),IEN(M),AR(M),RI(M),M=1,NM)4 FORMAT(1X,I4,I8,I6,1P2E16.6)READ(3,*)(X(M),Y(M),M=1,NJ)WRITE(*,5)5 FORMAT(/10X,'The Joint Coordinates'&//1X,'joint',11X,'X',17X,'Y')WRITE(*,6)(M,X(M),Y(M),M=1,NJ)6 FORMAT(1X,I4,2F18.6)READ (3,*)(IS(M),VS(M),M=1,NS)WRITE(*,7)7 FORMAT(/10X,'The Information of Supports'&//4X,'IS',9X,'VS')WRITE(*,8)(IS(M),VS(M),M=1,NS)8 FORMAT(1X,I5,F16.6)RETURNENDSUBROUTINE LCVCT(NM,IST,IEN,LV,NJ,N)! Determine location vector of elementDIMENSION IST(NM),IEN(NM),LV(6,NM)DO 100 M=1,NMI=IST(M)*3J=IEN(M)*3LV(1,M)=I-2LV(2,M)=I-1LV(3,M)=ILV(4,M)=J-2LV(5,M)=J-1LV(6,M)=J100 CONTINUEN=NJ*3RETURNENDSUBROUTINE LCDIA(NM,N,LV,MIN,IBDW,LD,MAXBDW,NA) ! Determine location of diagonal elements of global stiffness! matrix ADIMENSION LV(6,NM),MIN(N),IBDW(N),LD(N)DO 100 I=1,NMIN(I)=I100 CONTINUEDO 400 M=1,NMMINLV=LV(1,M)DO 200 I=2,6IF (LV(I,M).LT.MINLV) MINLV=LV(I,M)200 CONTINUEDO 300 I=1,6IF (MINLV.LT.MIN(LV(I,M))) MIN(LV(I,M))=MINLV300 CONTINUE400 CONTINUEMAXBDW=0DO 500 I=1,NIBDW(I)=I-MIN(I)+1IF(IBDW(I).GT.MAXBDW) MAXBDW=IBDW(I)500 CONTINUELD(1)=IBDW(1)DO 600 I=2,NLD(I)=LD(I-1)+IBDW(I)600 CONTINUENA=LD(N)RETURNENDSUBROUTINE RLCS(M,NM,NJ,IST,IEN,X,Y,RL,C,S)! Calculate length, cosine & sine of memberDIMENSION IST(NM),IEN(NM),X(NJ),Y(NJ)I=IST(M)J=IEN(M)X1=X(J)-X(I)Y1=Y(J)-Y(I)RL=SQRT(X1*X1+Y1*Y1)C=X1/RLS=Y1/RLRETURNENDSUBROUTINE KEBAR (M,E,NM,NJ,IST,IEN,AR,RI,X,Y,C,S,E1,E2,E3,E4) ! Calculate element stiffness matrix along local axesDIMENSION IST(NM),IEN(NM),X(NJ),Y(NJ),AR(NM),RI(NM)CALL RLCS (M,NM,NJ,IST,IEN,X,Y,RL,C,S)E1=E*AR(M)/RLE2=12.0*E*RI(M)/(RL*RL*RL)E3=0.5*E2*RLE4=0.6666667*E3*RLRETURNENDSUBROUTINE KE (M,E,NM,NJ,IST,IEN,AR,RI,X,Y,AE)! Calculate element stiffness matrix along global axesDIMENSION IST(NM),IEN(NM),AR(NM),RI(NM),X(NJ),Y(NJ),AE(6,6) CALL KEBAR (M,E,NM,NJ,IST,IEN,AR,RI,X,Y,C,S,E1,E2,E3,E4)A1=E1*C*C+E2*S*SA2=(E1-E2)*C*SA3=E1*S*S+E2*C*CA4=E3*SA5=E3*CA6=E4AE(1,1)=A1AE(2,1)=A2AE(2,2)=A3AE(3,1)=-A4AE(3,2)=A5AE(3,3)=A6AE(4,1)=-A1AE(4,2)=-A2AE(4,3)=A4AE(4,4)=A1AE(5,1)=-A2AE(5,2)=-A3AE(5,3)=-A5AE(5,4)=A2AE(5,5)=A3AE(6,1)=-A4AE(6,2)=A5AE(6,3)=0.5*A6AE(6,4)=A4AE(6,5)=-A5AE(6,6)=A6RETURNENDSUBROUTINE FORMA (E,NM,NJ,N,NA,IST,IEN,AR,RI,X,Y,LV,AE,LD,A)! Form global stiffness matrix ADIMENSION IST(NM),IEN(NM),AR(NM),RI(NM),X(NJ),Y(NJ),LV(6,NM),AE(6,6),LD(N) DOUBLE PRECISION A(NA)DO 300 M=1,NMCALL KE (M,E,NM,NJ,IST,IEN,AR,RI,X,Y,AE)DO 200 I=1,6DO 100 J=1,IIF (LV(I,M).GE.LV(J,M)) THENA(LD(LV(I,M))-LV(I,M)+LV(J,M))&=A(LD(LV(I,M))-LV(I,M)+LV(J,M))+AE(I,J)ELSEA(LD(LV(J,M))-LV(J,M)+LV(I,M))&=A(LD(LV(J,M))-LV(J,M)+LV(I,M))+AE(I,J)END IF100 CONTINUE200 CONTINUE300 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE AS (NS,N,NA,IS,LD,A)! Introduce support conditions into global stiffness matrix ADIMENSION IS(NS),LD(N)DOUBLE PRECISION A(NA)DO 100 M=1,NSI=3*(IS(M)/10)-3+MOD(IS(M),10)A(LD(I))=1D22100 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE LDLT (N,NA,LD,A,T)! Solve equations (1) - decomposition of matrix A DIMENSION LD(N)DOUBLE PRECISION A(NA),T(N),SUMDO 300 I=2,NLDI=LD(I)I1=I-LDI+LD(I-1)+1DO 200 J=I1,I-1LDJ=LD(J)J1=J-LDJ+LD(J-1)+1IF(I1.GT.J1) J1=I1SUM=0.0D0DO 100 K=J1,J-1SUM=SUM+T(K)*A(LDJ-J+K)100 CONTINUET(J)=A(LDI-I+J)-SUMA(LDI-I+J)=T(J)/A(LDJ)A(LDI)=A(LDI)-T(J)*A(LDI-I+J)200 CONTINUE300 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE SLVEQ (N,NA,MAXBDW,LD,A,B) ! Solve equations (2) - forward & back substitution DIMENSION LD(N)DOUBLE PRECISION A(NA),B(N)DO 200 I=2,NLDI=LD(I)I1=I-LDI+LD(I-1)+1DO 100 J=I1,I-1B(I)=B(I)-A(LDI-I+J)*B(J)100 CONTINUE200 CONTINUEDO 300 I=1,NB(I)=B(I)/A(LD(I))300 CONTINUEDO 500 I=N-1,1,-1IMIN=I+MAXBDWIF(IMIN.GT.N) IMIN=NDO 400 J=I+1,IMINLDJ=LD(J)J1=J-LDJ+LD(J-1)+1IF(I.GE.J1) B(I)=B(I)-A(LDJ-J+I)*B(J)400 CONTINUE500 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE B0 (LC,N,NLJ,B)! Initialize joint load vector BDOUBLE PRECISION B(N)WRITE (*,1)LC,NLJ1 FORMAT(/15X,'Loading Case',I3//10X,'The Loadings at Joints'//17X,'NLJ=',I4)DO 100 I=1,NB(I)=0.0D0100 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE IOLJB (N,NLJ,ILJ,PX,PY,PM,B)! Read data of loading at joint & form joint load vector BDIMENSION ILJ(NLJ),PX(NLJ),PY(NLJ),PM(NLJ)DOUBLE PRECISION B(N)READ (3,*) (ILJ(M),PX(M),PY(M),PM(M),M=1,NLJ)WRITE (*,1)1 FORMA T(/2X,'ILJ',11X,'PX',14X,'PY',15X,'PM')WRITE (*,2) (ILJ(M),PX(M),PY(M),PM(M),M=1,NLJ)2 FORMA T(1X,I4,2F16.4,F18.5)DO 100 M=1,NLJI=ILJ(M)*3B(I-2)=PX(M)B(I-1)=PY(M)B(I)=PM(M)100 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE F0(NLM,NM,F)! Initialize terminal forces of membersDIMENSION F(6,NM)WRITE (*,1)NLM1 FORMA T(/10X,'The Loadings at Members'//17X,'NLM=',I4)DO 200 J=1,NMDO 100 I=1,6F(I,J)=0.0100 CONTINUE200 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE IOLMFB(NM,NJ,N,NLM,ILM,ITL,PV,DST,IST,IEN,X,Y,LV,F,B) ! Read data of loading at member & calculate fixed-end forces,! add equivalent joint loads to vector BDIMENSION ILM(NLM),ITL(NLM),PV(NLM),DST(NLM),IST(NM),&IEN(NM),X(NJ),Y(NJ),LV(6,NM),F(6,NM)DOUBLE PRECISION B(N)READ(3,*)(ILM(M),ITL(M),PV(M),DST(M),M=1,NLM)WRITE (*,1)1 FORMAT(/2X,'ILM',2X,'ITL',11X,'PV',12X,'DST')WRITE(*,2)(ILM(M),ITL(M),PV(M),DST(M),M=1,NLM)2 FORMAT(1X,I4,I5,F16.4,F16.6)DO 100 M=1,NLML=ILM(M)CALL RLCS (L,NM,NJ,IST,IEN,X,Y,RL,C,S)D1=DST(M)D2=RL-D1IF (ITL(M).EQ.1.OR.ITL(M).EQ.3)THENP1=PV(M)*CP2=-PV(M)*SENDIFIF(ITL(M).EQ.2.OR.ITL(M).EQ.4)THENP1=PV(M)*SP2=PV(M)*CENDIFIF(ITL(M).EQ.1.OR.ITL(M).EQ.2)THENF1=-P1*D2/RLF4=-P1-F1F2=-P2*D2*D2*(RL+2.0*D1)/(RL*RL*RL)F5=-P2-F2F3=-P2*D1*D2*D2/(RL*RL)F6=P2*D1*D1*D2/(RL*RL)ENDIFIF(ITL(M).EQ.3.OR.ITL(M).EQ.4)THENG=P2*D1*D1/(12.0*RL*RL)F3=-G*((6.0*RL-8.0*D1)*RL+3.0*D1*D1)F6=G*D1*(4.0*RL-3.0*D1)F5=-6.0*G*D1*(2.0-D1/RL)F2=-P2*D1-F5F4=-P1*D1*D1/(2.0*RL)F1=-P1*D1-F4ENDIFF(1,L)=F(1,L)+F1F(2,L)=F(2,L)+F2F(3,L)=F(3,L)+F3F(4,L)=F(4,L)+F4F(5,L)=F(5,L)+F5F(6,L)=F(6,L)+F6B(LV(1,L))=B(LV(1,L))-F1*C+F2*SB(LV(2,L))=B(LV(2,L))-F1*S-F2*CB(LV(3,L))=B(LV(3,L))-F3B(LV(4,L))=B(LV(4,L))-F4*C+F5*SB(LV(5,L))=B(LV(5,L))-F4*S-F5*CB(LV(6,L))=B(LV(6,L))-F6100 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE BS(NS,N,IS,VS,B)! Introduce support conditions into joint load vector BDIMENSION IS(NS),VS(NS)DOUBLE PRECISION B(N)DO 100 M=1,NSI=3*(IS(M)/10)-3+MOD(IS(M),10)B(I)=VS(M)*1D22100 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE OJD(NJ,N,B)! Print joint displacementsDOUBLE PRECISION B(N)WRITE (*,1)1 FORMA T(/13X,'The Results of Calculation'//10X,'The Joint Displacements'&//1X,'joint',8X,'u',15X,'v',14X,'phi')WRITE (*,2)(M,B(3*M-2),B(3*M-1),B(3*M),M=1,NJ)2 FORMA T(1X,I4,1P3E16.6)RETURNENDSUBROUTINE COTF(E,NM,NJ,N,IST,IEN,AR,RI,X,Y,LV,B,F)! Calculate & print terminal forces of membersDIMENSION IST(NM),IEN(NM),AR(NM),RI(NM),X(NJ),Y(NJ),&LV(6,NM),F(6,NM)DOUBLE PRECISION B(N),U1,U2,U3,U4,U5,U6WRITE (*,1)1 FORMA T(/10X,'The Terminal Forces'//1X,'member',4X,'N(st)',6X,'Q(st)',7X,'M(st)',&6X,'N(en)',6X,'Q(en)',7X,'M(en)')DO 100 M=1,NMCALL KEBAR(M,E,NM,NJ,IST,IEN,AR,RI,X,Y,C,S,E1,E2,E3,E4)U1=B(LV(1,M))*C+B(LV(2,M))*S U2=-B(LV(1,M))*S+B(LV(2,M))*C U3=B(LV(3,M)) U4=B(LV(4,M))*C+B(LV(5,M))*S U5=-B(LV(4,M))*S+B(LV(5,M))*C U6=B(LV(6,M)) F(1,M)=F(1,M)+E1*(U1-U4) F(2,M)=F(2,M)+E2*(U2-U5)+E3*(U3+U6) F(3,M)=F(3,M)+E3*(U2-U5)+E4*(U3+0.5*U6) F(4,M)=F(4,M)+E1*(U4-U1) F(5,M)=F(5,M)+E2*(U5-U2)-E3*(U3+U6) F(6,M)=F(6,M)+E3*(U2-U5)+E4*(0.5*U3+U6) WRITE(*,2)M,F(1,M),F(2,M),F(3,M),F(4,M),F(5,M),F(6,M) 2 FORMA T(1X,I4,2(2F11.3,F12.3)) 100 CONTINUE RETURN END2、算例作图示刚架的N F 、S F 、M 图，已知各杆截面均为矩形，柱截面宽0.5m ，高0.5m ， 梁截面宽0.4m ，高0.5m ，各杆E =3.65×104 MPa 。

有限元分析实验Abaqus实验报告指导教师：葛建立姓名：学好：实验一平面问题应力集中分析一、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。

二、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三、实验结果：(１)σx应力云图：(２)左边界直线与圆弧边交点的σx值为：2.96733MPa。

(３)左右对称面上的σx曲线：四、实验内容分析：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。

应力集中系数为 2.96733，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。

五、实验小结与体会：通过本次实验，基本掌握了有限元法解决问题的方法。

并且了解了ＡＢＡＱＵＳ的解决问题的步骤。

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

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。

针对上述力学模型，对比三节点三角形平面单元和8节点四边形平面单元的求解精度。

二、实验过程概述：1.创建部件2.创建材料和截面属性3.定义装配件4.设置分析步5.定义边界条件和载荷6.划分网格7.提交分析作业8.后处理9.细化网格验证收敛性10.高阶单元分析与收敛三、实验结果：（一）单元类型：CPS3，单元尺寸：50（1）模型σx应力云图:（2）模型σy应力云图：（3）底边中点σx最大值：12.9686 MPa（4）底线上各点x方向的应力曲线：（二）单元类型：CPS3，单元尺寸：20 （1）模型σx应力云图:（2）模型σy应力云图：（3）底边中点σx最大值：17.0888 MPa。

《有限元法》期末作业作业背景P21一、前处理模块1、采用自上向下的建模方法创建长方体，如图1所示GUI: Main Menu ——Preprocessor——Modeling——Create——V olums——Block——By dimensisons2、采用自底向上的建模方法建立三棱柱（1）建立三个关键点，如图2所示GUI: Main Menu ——Preprocessor——Modeling——Create——Keypoints——In Active CS（2）通过三个关键建立三条连接线，如图3所示GUI: Main Menu ——Preprocessor——Modeling——Create——Lines——lines——In Active coord（3）将第二步所建立起的三条线连成的三角形倒角，如图4所示GUI: Main Menu ——Preprocessor——Modeling——Create——Lines——line Fillet（4）通过将第三步所生成的闭合线创建面，如图5所示GUI: Main Menu ——Preprocessor——Modeling——Create——Areas——By lines（5）沿第四步生成的面的法相拉伸生成三棱柱，如图6所示GUI: Main Menu ——Preprocessor——Modeling——Operate——Areas——Along Normal3、将步骤1和2所生成的长方体和三棱柱进行布尔运算生成几何模型，如图7所示GUI: Main Menu ——Preprocessor——Modeling——Operate——Booleans——Subtract——V olumes4、定义材料属性，如图8所示GUI: Main Menu ——Preprocessor——Material Props——Material Models5、定义单元类型，如图9所示GUI: Main Menu ——Preprocessor——Element Type——Add/Edit/Delete6、修改单元形函数划分网格，如图10所示（1）将工作平面分别移到个关键点GUI: Utility Menu ——WorkePlane——Offset WP to——Keypoinst+（2）适当旋转工作平面的角度GUI: Utility Menu ——WorkePlane——Offset WP byIncrements（3）利用工作平面切割实体，保证切割出来的每一部分实体都是六个面（当然也可以用连接面的方法使切割后的的每一块实体为6个面）GUI: Main Menu ——Preprocessor——Modeling——Operate——Booleans——Divide——V olu by WrkPlane二、求解模块1、映射单元网格划分，如图11所示（1）定义单元大小GUI: Main Menu ——Preprocessor——Meshing——MeshTool——Global Set——输入单元大小0.05（2）选着所有实体进行网格划分GUI: Main Menu ——Preprocessor——Meshing——MeshTool——Mesh——选择所有实体2、定义面约束GUI: Main Menu ——Solution——Define Loads——Apply——Structural——Displacement ——On areas3、加载均布载荷GUI: Main Menu ——Solution——Define Loads——Apply——Structural——Pressures——On Areas4、求解GUI: Main Menu ——Solution——Solve——Current LS三、后处理模块1、结果查看和分析，如图12所示GUI: Main Menu ——General Postproc——Plot Results——Contour Plot——Nodal Solu————von Mises stress四、实验数据处理：实验图形尺寸数据：建立的不变尺寸B=1，2.0r =R网格大小为0.01和0.05两种规格；还分别采用了自由分网和映射分网的分法进行了对比下面是实验数据五、作业总结：我的实验数据在3.0<BA 的情况下和应力手册中的实验值相差比较大，在3.0>B A 的情况下和应力手册中的试验值比较接近，这一点我是始终不解的，我的猜测是在3.0<BA 的情况下，孔的大小特别是倒角的大小相对网格的大小不是很大，以致在划分网格的时候网格边界不能沿着倒角的圆弧线进行划分，所以实验数据相对来说不是很精确，我有一个猜想就是当孔的大小小于网格的大小时在ANSYS 分析中孔对应力集中系数是没影响的，即不存在应力集中现象，还有一个问题就是为什么应力手册中的应力集中系数值在3.0<BA 的情况之下接近是一个常数。

有限元分析大作业-凹槽成型一：前处理-利用ABAQUS/CAE创建模型。

1、定义并创建四个部件如下图：图1：可变形毛坯Blank图2：刚性冲头Punch图3：刚性夹具Holder2、定义材料及截面特性图5：分别根据提供的数据定义Elastic和Plastic两个材料特性图6：创建均匀实体截面提交给材料Steel并赋予Blank此截面属性图7：建立一个局部数据坐标系（在随着毛坯运动的共旋坐标系下显示应力和应变的值）: 2、装配部件图8：装配图（根据相互关系进行装配）3、创建几何集合创建6个几何集合：每个刚性体参考点各一个，毛坯对称面一个，毛坯中面的每段各一个。

图9：创建六个几何集合4、定义分析步和输出要求图10：创建分析步1 Establish contact 1图11：创建分析步2，Remove right constraint图12：创建分析步3 Holder force图13：创建分析步4 Establish contact 2图14：创建分析步5 Move punch图15：编辑场输出图16：编辑历史输出5、监控自由度的值图17：定义RefPunch的监控自由度6、定义接触相互作用图18：首先在Interaction模块中定义以上5个表面图19：定义一个无摩擦接触相互作用属性图20：再定义一个有摩擦相互作用属性，摩擦系数取为0.1 最后定义三个表面间的相互作用：图21：定义三个表面之间的相互作用（具体见下面三个图）图22：定义Die-Blank 相互作用 图23：定义Holder-Blank 相互作用图24：定义Punch-Blank 相互作用7、各分析步的边界条件首先在STEP1总添加每个初始边界条件：图25：Center、MidLeft、MidRight边界条件图26：RefDie、RefHolder、RefPunch边界条件图27：分析步1边界条件图28：Step2边界条件图29：Step3边界条件图30：Step4边界条件图31：Step5边界条件图：32集中力与负压力施加8、划分网格和定义作业图33：首先在毛坯上下与左右表面分别撒种图34：选择单元类型图35：划分网格二：求解1、创建作业图36：创建作业2、提交求解并监视求解过程图：37:求解完成图：38监视点U2向位移图三：后处理1、成型过程图39：开始图40：开始变形图41：变形扩大图42：最后成型结果2、绘制塑性应变等值线图3、绘制冲头上的反作用力4、绘制接触压力等值线图图45：接触压力等值线图。

有限元分析大作业姓名学号任课教师2018年11月28日目录1.问题 (2)2.建模 (2)3.求解 (18)4.后处理 (21)5.结论 (23)1.问题对一个位移控制加载的轴对称咬接装配问题进行分析。

设偏移量为0.4dm，即4cm。

绿色部分选择材料为ABS，弹性模量为0.2GPa，泊松比为0.394；红色部分材料为尼龙，弹性模量为8.3GPa，泊松比为0.28。

2.建模1.启动ANSYS软件，工作路径为缺省，工作文件名为“Homework”。

2.在XOY平面第一象限内生成最下方图形1，其坐标点为：2.1.创建关键点，将所有的点建立出来。

Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS >…按照上图的坐标点数值，输入到ANSYS中，然后点保存。

或用命令：/PREP7K, ,0.163,0,,K, ,0.163,0.032,,K, ,0.15,0.045,,K, ,0.15,0.086,,K, ,0.16,0.086,,K, ,0.16,0.084,,K, ,0.163,0.077,,K, ,0.163,0.0715,,K, ,0.16,0.0715,,K, ,0.16,0.0695,,K, ,0.163,0.0625,,K, ,0.163,0.0565,,K, ,0.16,0.0565,,K, ,0.16,0.0495,,K, ,0.162,0.0475,,K, ,0.2025,0.0475,,K, ,0.2025,0.0255,,K, ,0.1925,0.0255,,K, ,0.1925,0.0375,,K, ,0.1765,0.0375,,K, ,0.17,0.0265,,K, ,0.17,0,,SA VE2.2.将界面调整适合于窗口：点击右侧工具栏的Fit View。

有限元软件应用作业作业：对一典型框架结构进行静力、模态、谐响应及单点响应谱分析问题：如图所示一典型混凝土框架，层高4m，立柱0.5m*0.5m，横向梁0.6*0.22,纵向梁0.6*0.22，板厚0.2，纵向间距5m，横向间距4.5m和1.5m，材料密度：2500kg/m3,E=3e10pa,泊松比0.1667，柱底全部刚接，视为固端。

求解问题：1.了解该结构在静力下的变形与内力情况2.对该结构的模态进行分析，得到各阶振型与频率3.对该结构进行谐响应分析，得到结构在动力作用下的反应。

求解过程1.建立实体模型/clear,start/filename, structure/title structure/PREP7ET,1,SOLID45,!选择单元类型MP,EX,1,3e10 ,MP,PRXY,1,0.1667,MP,DENS,1,2500,!设置材料属性K,1,1.25,0,0.25K,2,1.25,0,-0.25K,3,0.75,0,0.25K,4,0.75,0,-0.25K,5,1.25,12,0.25K,6,1.25,12,-0.25K,7,0.75,12,0.25K,8,0.75,12,-0.25!设置关键点V, 1, 2, 4, 3, 5, 6, 8, 7!用点生成柱FLST,3,1,6,ORDE,1FITEM,3,1VGEN,2,P51X, , ,6, , , ,0FLST,3,2,6,ORDE,2FITEM,3,1FITEM,3,-2VGEN,5,P51X, , , , ,5, ,0!复制柱FLST,3,10,6,ORDE,2FITEM,3,1FITEM,3,-10VSYMM,X,P51X, , , ,0,0!镜像K,161,0.75,3.4,-0.11，K,162,0.75,3.4,0.11，K,163,0.75,4,-0.11，K,164,0.75,4,0.11，K,165,-0.75,3.4,-0.11，K,166,-0.75,3.4,0.11，K,167,-0.75,4,-0.11，K,168,-0.75,4,0.11，!设置关键点V,161,162,164,163,165,166,168, 167 !用点生成梁FLST,3,1,6,ORDE,1FITEM,3,21VGEN,5,P51X, , , , ,5, ,0!复制梁K,201,1.25,3.4,-0.11，K,202,1.25,3.4,0.11，K,203,1.25,4,-0.11，K,204,1.25,4,0.11，K,205,6.75,3.4,-0.11，K,206,6.75,3.4,0.11，K,207,6.75,4,-0.11，K,208,6.75,4,0.11，!设置关键点V,201,202,204,203,205,206,208,207, !用点生成梁FLST,3,1,6,ORDE,1FITEM,3,26VGEN,5,P51X, , , , ,5, ,0!复制SAVEFLST,3,5,6,ORDE,2FITEM,3,26FITEM,3,-30VSYMM,X,P51X, , , ,0,0!镜像FLST,3,15,6,ORDE,2FITEM,3,21FITEM,3,-35VGEN,3,P51X, , , ,4,, ,0!复制K,521,0.89,3.4,0.25，K,522,1.11,3.4,0.25，K,523,1.11,4,0.25，K,524,0.89,4,0.25，K,525,0.89,3.4,4.75，K,526,1.11,3.4,4.75，K,527,1.11,4,4.75，K,528,0.89,4,4.75，V,521,522,523,524,525,526,527,528, FLST,3,1,6,ORDE,1FITEM,3,66VGEN,4,P51X, , , , ,5, ,0!复制FLST,3,4,6,ORDE,2FITEM,3,66FITEM,3,-69VGEN,2,P51X, , ,6, , , ,0!复制FLST,3,8,6,ORDE,2FITEM,3,66FITEM,3,-73VSYMM,X,P51X, , , ,0,0！镜像FLST,3,16,6,ORDE,2FITEM,3,66FITEM,3,-81VGEN,3,P51X, , , ,4,, ,0！复制K,905,-7.25,3.8,-10.25，K,906,-7.25,3.8,10.25，K,907,7.25,3.8,10.25，K,908,7.25,3.8,-10.25，K,909,-7.25,4,-10.25，K,910,-7.25,4,10.25，K,911,7.25,4,10.25，K,912,7.25,4,-10.25，v,905,906,907,908,909,910,911,912, ！生成板FLST,3,1,6,ORDE,1FITEM,3,114VGEN, ,P51X, , , , ,10, , ,1!移动FLST,3,1,6,ORDE,1FITEM,3,114VGEN,3,P51X, , , ,4,, ,0！复制FLST,2,116,6,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-116VOVLAP,P51X！叠加建模结果：2.划分网格/prep7LESIZE,ALL,1, , , ,1, , ,1,MSHKEY,0MSHAPE,1,3dFLST,5,384,6,ORDE,2FITEM,5,117FITEM,5,-500CM,_Y,VOLUVSEL, , , ,P51XCM,_Y1,VOLUCHKMSH,'VOLU'CMSEL,S,_YVMESH,_Y1CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2FINI划分结果：3，进行静力分析/SOLANTYPE,1 ！分析类型：静力FLST,2,20,5,ORDE,20FITEM,2,1FITEM,2,7FITEM,2,13FITEM,2,19FITEM,2,25FITEM,2,31FITEM,2,37FITEM,2,43FITEM,2,55 FITEM,2,61 FITEM,2,67 FITEM,2,73 FITEM,2,79 FITEM,2,85 FITEM,2,91 FITEM,2,97 FITEM,2,103 FITEM,2,109 FITEM,2,115DA,P51X,ALL,！生成支座ASEL,S,LOC,Y,4 FLST,2,77,5,ORDE,77 FITEM,2,124 FITEM,2,130 FITEM,2,136 FITEM,2,142 FITEM,2,148 FITEM,2,154 FITEM,2,160 FITEM,2,166 FITEM,2,172 FITEM,2,178 FITEM,2,184 FITEM,2,190 FITEM,2,196 FITEM,2,202 FITEM,2,208 FITEM,2,394 FITEM,2,400 FITEM,2,406 FITEM,2,412 FITEM,2,418 FITEM,2,424 FITEM,2,430 FITEM,2,436 FITEM,2,442 FITEM,2,448 FITEM,2,454 FITEM,2,460 FITEM,2,466FITEM,2,478 FITEM,2,484 FITEM,2,1087 FITEM,2,1094 FITEM,2,1100 FITEM,2,1106 FITEM,2,1652 FITEM,2,1657 FITEM,2,1662 FITEM,2,1667 FITEM,2,1672 FITEM,2,1697 FITEM,2,1702 FITEM,2,1707 FITEM,2,1712 FITEM,2,1717 FITEM,2,1722 FITEM,2,1828 FITEM,2,1834 FITEM,2,1840 FITEM,2,1846 FITEM,2,1853 FITEM,2,1859 FITEM,2,1865 FITEM,2,1871 FITEM,2,1877 FITEM,2,1883 FITEM,2,1981 FITEM,2,2007 FITEM,2,2011 FITEM,2,2068 FITEM,2,2074 FITEM,2,2080 FITEM,2,2086 FITEM,2,2092 FITEM,2,2098 FITEM,2,2306 FITEM,2,2320 FITEM,2,2326 FITEM,2,2338 FITEM,2,2344 FITEM,2,2350 FITEM,2,2352FITEM,2,2356 FITEM,2,2358 FITEM,2,2506 FITEM,2,2508 SFA,P51X,1,PRES,2000 ASEL,S,LOC,Y,8 FLST,2,77,5,ORDE,77 FITEM,2,214 FITEM,2,220 FITEM,2,226 FITEM,2,232 FITEM,2,238 FITEM,2,244 FITEM,2,250 FITEM,2,256 FITEM,2,262 FITEM,2,268 FITEM,2,274 FITEM,2,280 FITEM,2,286 FITEM,2,292 FITEM,2,298 FITEM,2,490 FITEM,2,496 FITEM,2,502 FITEM,2,508 FITEM,2,514 FITEM,2,520 FITEM,2,526 FITEM,2,532 FITEM,2,538 FITEM,2,544 FITEM,2,550 FITEM,2,556 FITEM,2,562 FITEM,2,568 FITEM,2,574 FITEM,2,580 FITEM,2,1112 FITEM,2,1118 FITEM,2,1125 FITEM,2,1132 FITEM,2,1677FITEM,2,1687 FITEM,2,1727 FITEM,2,1732 FITEM,2,1737 FITEM,2,1742 FITEM,2,1747 FITEM,2,1752 FITEM,2,1757 FITEM,2,1762 FITEM,2,1822 FITEM,2,1888 FITEM,2,1894 FITEM,2,1900 FITEM,2,1906 FITEM,2,1913 FITEM,2,1919 FITEM,2,1925 FITEM,2,1931 FITEM,2,1937 FITEM,2,1943 FITEM,2,1985 FITEM,2,2002 FITEM,2,2104 FITEM,2,2110 FITEM,2,2116 FITEM,2,2122 FITEM,2,2128 FITEM,2,2134 FITEM,2,2386 FITEM,2,2390 FITEM,2,2392 FITEM,2,2437 FITEM,2,2451 FITEM,2,2453 FITEM,2,2455 FITEM,2,2457 FITEM,2,2510 FITEM,2,2512 FITEM,2,2514 FITEM,2,2516 SFA,P51X,1,PRES,2000 ASEL,S,LOC,Y,12 FLST,2,77,5,ORDE,77FITEM,2,310 FITEM,2,316 FITEM,2,322 FITEM,2,328 FITEM,2,334 FITEM,2,340 FITEM,2,346 FITEM,2,352 FITEM,2,358 FITEM,2,364 FITEM,2,370 FITEM,2,376 FITEM,2,382 FITEM,2,388 FITEM,2,586 FITEM,2,592 FITEM,2,598 FITEM,2,604 FITEM,2,610 FITEM,2,616 FITEM,2,622 FITEM,2,628 FITEM,2,634 FITEM,2,640 FITEM,2,646 FITEM,2,652 FITEM,2,658 FITEM,2,664 FITEM,2,670 FITEM,2,676 FITEM,2,1692 FITEM,2,1767 FITEM,2,1772 FITEM,2,1777 FITEM,2,1782 FITEM,2,1787 FITEM,2,1792 FITEM,2,1797 FITEM,2,1802 FITEM,2,1807 FITEM,2,1812 FITEM,2,1817 FITEM,2,1951FITEM,2,1961FITEM,2,1966FITEM,2,2024FITEM,2,2029FITEM,2,2141FITEM,2,2147FITEM,2,2153FITEM,2,2159FITEM,2,2165FITEM,2,2171FITEM,2,2177FITEM,2,2183FITEM,2,2269FITEM,2,2295FITEM,2,2402FITEM,2,2411FITEM,2,2420FITEM,2,2423FITEM,2,2463FITEM,2,2471FITEM,2,2478FITEM,2,2485FITEM,2,-2486FITEM,2,2488FITEM,2,2490FITEM,2,2492FITEM,2,2494FITEM,2,2496FITEM,2,2498FITEM,2,2500FITEM,2,2502FITEM,2,2504SFA,P51X,1,PRES,500！以上给各层施加均布荷载allsel,allACEL,0,9.8,0,施加自重！Solve结果显示如下：支座施加后：荷载施加后：静力变形：静力内力：4.模态分析/SOLuANTYPE,2MODOPT,LANB,30 ！lanb模态提取法，提取30阶模态EQSLV,SPARExpass,onMXPAND,30, , ,1 !指定扩展模态数LUMPM,0PSTRES,0MODOPT,LANB,30,0,0, ,OFFFLST,2,20,5,ORDE,20FITEM,2,1FITEM,2,7FITEM,2,13FITEM,2,19FITEM,2,25FITEM,2,31FITEM,2,37FITEM,2,43FITEM,2,49FITEM,2,55FITEM,2,61FITEM,2,67FITEM,2,73FITEM,2,79FITEM,2,85FITEM,2,91FITEM,2,97FITEM,2,103FITEM,2,109FITEM,2,115DA,P51X,ALL,！施加约束Solve通过后处理发现，一阶，二阶振型沿着对角线方向的振动振动，三阶振型为扭转振动。

板分析板在目前的工程应用中，板作为一类典型的零件用途非常广泛，使用领域也很广。

而且随着科学技术的发展,各种机械产品在现代化生产中的应用不断扩大,机械设备和构件的种类不断增加,对其性能的要求也越来越高。

为了提高机械装置的效能和可靠性,保证机械的零部件,具有高品质是十分重要的。

从目前的资料来看,对零部件的研究一般均采用数值公式计算的方法,这种方法对求解复杂条件的问题有些困难,而且精确度低。

现采用有限元方法,借助有限元分析软件ANSYS对板在各种尺寸参数下所受的接触应力值进行了计算和分析,得到了接触应力受尺寸参数影响的变化规律,具有一定工程应用价值。

一、问题的描述一个连接件上有两个长圆孔，分别施加了两个力。

该板的厚度为3mm，平面尺寸如图1所示。

要求用ANSYS获得该零件的变形情况，应力云图等信息。

其他参数：弹性模量E=200Gpa,泊松比v=0.3，压强为P=15Mpa。

图1 问题示意图二、题目分析：对平板进行分析，该问题属于平面应力问题。

根据平板的对称性特点，只需要分析平板的四分之一。

本文分析对象定为右下角的1/4。

三、操作步骤：1.指定存取路径选择Utility Menu→File→Change Directory命令，弹出对话框，在Directory name 文本框中输入路径，或者直接选择存取路径，然后单击OK按钮。

2.修改文件名选择Utility Menu→File→Change Jobname 命令，在弹出的对话框中输入plan并选择New log and error files复选框，单击OK 按钮。

3.修改文件标题选择Utility Menu→File→Change Title 命令，在弹出来的对话框中可以输入一些对该文件简单的说明。

在此输入ansys analysis并单击OK 按钮。

4.刷新显示选择Utility Menu→Plot→Replot命令，刷新后，图中可以看到一些关于文件的说明。