(完整word版)有限元分析大作业报告要点
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超静定梁的有限元分析本文分别通过材料力学解法和有限元解法,求出了超静定梁的支反力、最大位移及最大位移出现位置,并对两者进行了比较和误差分析。
一、超静定梁的材料力学解法梁的约束反力数目超过了有效平衡方程数,单纯使用静力平衡不能确定全部未知力的梁称为超静定梁。
超静定梁比静定梁有许多优点,如可用较少材料获得较大的刚度和强度,个别约束破坏后仍可工作等。
因而超静定梁在工程中得到较多的应用。
超静定梁的解法有很多种,本文采用力法的一种——变形比较法求解未知量。
图1图2选取C 点的支座为多余约束,Rc 为多余支座反力,则相应的基本静定梁为一外伸梁,如图2所示,其上受集中载荷P 、均布载荷q 和多余支座反力Rc 的作用。
相应的变形条件为:c cP cq cRc f f f f =++=其中316cP B Pl f l EI θ=⨯= 4724cq ql f EI =-323c cRc R l f EI =则316Pl EI 4724ql EI -+323c R l EI=0 将已知数据带入可求得 6.25c R =- 负号表示c R 的方向与假设的方向相反。
再列出平衡方程:0X =∑AX R =0A M =∑ 232022B C ql Pl R l R l ---=0C M =∑ 232022AY B ql PllR R l +--=带入已知条件求得:AX R = 393.75AY R = 812.5B R =用叠加法求最大位移:最大的向下位移在A 与B 两点中间:334410.7910481632C R l Pl ql f EI EI EI -=-++=-⨯最大的向上位移在B 与C 两点中间:3344213490.22525103248512C R l Pl ql f EI EI -=--=⨯二、超静定梁的有限元解法在ANSYS 平台上,求解超静定梁。
建模、单元划分、加载后结果如图3所示。
图3求解后可以通过图形和列表两种方式查看结果。
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》大作业基本要求:1. 以小组为单位完成有限元分析计算,并将计算结果上交;2. 以小组为单位撰写计算分析报告;3. 按下列模板格式完成分析报告;4. 计算结果要求提交电子版,一个算例对应一个文件夹,报告要求提交电子版和纸质版。
《有限元分析》大作业小组成员:储成峰李凡张晓东朱臻极高彬月Job name :banshou完成日期:2016-11-22一、问题描述(要求:应结合图对问题进行详细描述,同时应清楚阐述所研究问题的受力状况和约束情况。
图应清楚、明晰,且有必要的尺寸数据。
)如图所示,为一内六角螺栓扳手,其轴线形状和尺寸如图,横截面为一外接圆半径为0.01m的正六边形,拧紧力F为600N,计算扳手拧紧时的应力分布<图1扳手的几何结构(要求:针对问题描述给出相应的数学模型,应包含示意图,示意图中应有必要的尺寸数据;数学模型图2数学模型如图二所示,扳手结构简单,直接按其结构进行有限元分析。
三、有限元建模3.1单元选择(要求:给出单元类型,并结合图对单元类型进行必要阐述, 包括节点、自由度、 实常数等。
)图3单元类型扳手截面为六边形,采用4节点182单元,182单元可用来对固体结构进行如进行了简化等处理,此处还应给出文字说明。
)Figure 1B2.1: PLANE1S2 Geometry二维建模。
182单元可以当作一个平面单元,或者一个轴对称单元。
它由4个结点组成,每个结点有2个自由度,分别在x,y方向。
扳手为规则三维实体,选择8节点185单元,它由8个节点组成,每个节点有3个自由度,分别在x,y,z方向。
3.2实常数(要求:给出实常数的具体数值,如无需定义实常数,需明确指出对于本问题选择的单元类型,无需定义实常数。
)因为该单元类型无实常数,所以无需定义实常数3.3材料模型(要求:指出选择的材料模型,包括必要的参数数据。
)对于三维结构静力学,应力主要满足广义虎克定律,因此对应ANSYS^的线性,弹性,各项同性,弹性模量EX 2e11 Pa,泊松比PRXY=0.33.4几何建模由于扳手结构比较简单,所以可以直接在ANSYS软件上直接建模,在ANSYS建立正六边形,再创立直线,面沿线挤出体,得到扳手几何模型VULUHES 1TYPE NUMEZ图4几何建模3.5网格划分方案(要求:指出网格划分方法,网格控制参数,最终生成的单元总数和节点总数,此外还应附上最终划分好的网格截图。
有限元分析大作业报告一、引言有限元分析是工程领域中常用的数值模拟方法,通过将连续的物理问题离散为有限个子区域,然后利用数学方法求解,最终得到数值解。
有限元分析的快速发展和广泛应用,为工程领域提供了一种强大的工具。
本报告将介绍在大作业中所进行的有限元分析工作及结果。
二、有限元模型建立本次大作业的研究对象是工程结构的应力分析。
首先,通过对结构进行几何建模,确定了结构的尺寸和形状。
然后,将结构离散为有限个单元,每个单元又可以看作一个小的子区域。
接下来,为了求解结构的应力分布,需要为每个单元确定适当的单元类型和单元属性。
最后,根据结构的边界条件,建立整个有限元模型。
三、材料属性和加载条件在建立有限元模型的过程中,需要为材料和加载条件确定适当的参数。
本次大作业中,通过实验获得了结构材料的弹性模量、泊松比等参数,并将其输入到有限元模型中。
对于加载条件,我们选取了其中一种常见的加载方式,并将其施加到有限元模型中。
四、数值计算和结果分析为了求解结构的应力分布,需要进行数值计算。
在本次大作业中,我们选用了一种常见的有限元求解器进行计算。
通过输入模型的几何形状、材料属性和加载条件,求解器可以根据有限元方法进行计算,并得到结构的应力分布。
最后,我们通过对计算结果进行分析,得出了结论。
五、结果讨论和改进方法根据计算结果,我们可以对结构的应力分布进行分析和讨论。
根据分析结果,我们可以得出结论是否满足设计要求以及结构的强度情况。
同时,根据分析结果,我们还可以提出改进方法,针对结构的特点和问题进行相应的优化设计。
六、结论通过对工程结构进行有限元分析,我们得到了结构的应力分布,并根据分析结果进行了讨论和改进方法的提出。
有限元分析为工程领域提供了一种有效的数值模拟方法,可以帮助工程师进行结构设计和分析工作,提高设计效率和设计质量。
【1】XXX,XXXX。
【2】XXX,XXXX。
以上是本次大作业的有限元分析报告,总结了在建立有限元模型、确定材料属性和加载条件、数值计算和结果分析等方面的工作,并对计算结果进行讨论和改进方法的提出。
有限元分析报告(1)有限元仿真分析实验⼀、实验⽬的通过刚性球与薄板的碰撞仿真实验,学习有限元⽅法的基本思想与建模仿真的实现过程,并以此实践相关有限元软件的使⽤⽅法。
本实验使⽤HyperMesh 软件进⾏建模、⽹格划分和建⽴约束及载荷条件,然后使⽤LS-DYNA软件进⾏求解计算和结果后处理,计算出钢球与⾦属板相撞时的运动和受⼒情况,并对结果进⾏可视化。
⼆、实验软件HyperMesh、LS-DYNA三、实验基本原理本实验模拟刚性球撞击薄板的运动和受⼒情况。
仿真分析主要可分为数据前处理、求解计算和结果后处理三个过程。
前处理阶段任务包括:建⽴分析结构的⼏何模型,划分⽹格、建⽴计算模型,确定并施加边界条件。
四、实验步骤1、按照点-线-⾯的顺序创建球和板的⼏何模型(1)建⽴球的模型:在坐标(0,0,0)建⽴临时节点,以临时节点为圆⼼,画半径为5mm的球体。
(2)建⽴板的模型:在tool-translate⾯板下node选择临时节点,选择Y-axis,magnitude输⼊,然后点击translate+,return;再在2D-planes-square ⾯板上选择Y-axis,B选择上⼀步移下来的那个节点,surface only ,size=30。
2、画⽹格(1)画球的⽹格:以球模型为当前part,在2D-atuomesh⾯板下,surfs 选择前⾯建好的球⾯,element size设为,mesh type选择quads,选择elems to current comp,first order,interactive。
(2)画板的⽹格:做法和设置同上。
3、对球和板赋材料和截⾯属性(1)给球赋材料属性:在materials⾯板内选择20号刚体,设置Rho为,E为200000,NU为。
(2)给球赋截⾯属性:属性选择SectShll,thickness设置为,QR设为0。
(3)给板赋材料属性:材料选择MATL1,其他参数:Rho为,E为100000,Nu 为,选择Do Not Export。
《有限元分析及应用》大作业——齿根弯曲应力计算报告班级:无可奉告姓名:无可奉告学号:无可奉告指导老师:无可奉告目录目录 (2)1.概述 (3)1.1工程问题描述 (3)1.2问题分析 (3)2.建模过程 (4)2.1几何建模 (4)2.2CAE网格划分与计算 (5)2.3后处理 (8)3.多方案比较与结果分析 (9)3.1多方案比较 (9)3.2结果分析 (11)1.概述1.1工程问题描述我在本次作业中的选题为齿根弯曲应力的计算与校核。
通过对机械设计的学习,我们可以知道,齿轮的失效形式主要是齿面接触疲劳和齿根弯曲断裂,而闭式传动硬齿面齿轮的失效形式以齿根弯曲断裂,这个时候进行齿根弯曲应力的校核才比较有意义,在设计问题的时候应当选取这种类型的算例。
设计计算的另一个主要思路是将有限元计算的结果与传统机械设计的结算结果进行对比,以从多方面验证计算结果的准确性。
综上,我们最终选取了《机械原理》(第三版)P50例3-1中的问题进行校核计算。
已知起重机械用的一对闭式直齿圆柱齿轮,传动,输入转速n1=730r/min,输入功率P1=35kW,每天工作16小时,使用寿命5年,齿轮为非对称布置,轴的刚性较大,原动机为电动机,工作机载荷为中等冲击。
z1=29,z2=129,m=2.5mm,b1=48mm,b2=42mm,大、小齿轮均为20CrMnTi,渗碳淬火,齿面硬度为58~62HRC,齿轮精度为7级,试验算齿轮强度。
齿面为硬齿面,传动方式为闭式传动。
根据设计手册查出的许用接触应力为1363.6Mpa,计算结果为1260Mpa,强度合格。
根据设计手册查出的许用弯曲应力为613.3MPa,计算结果为619Mpa,强度略显不够。
1.2问题分析大小齿轮啮合,小齿轮受载荷情况较为严峻,故分析对象应当为小齿轮。
可以看出,由于齿轮单侧受载荷,传动过程中每个齿上载荷的变化过程是相同的,故问题可被简化为反对称问题,仅需研究单个齿。
平面刚架问题如图示,一个平面刚架右端固定,在左端施加一个y方向的-3000N的力P1,中间施加一个Y方向的-1000N的力P2,试以静力来分析,求解各接点的位移。
已知组成刚架的各梁除梁长外,其余的几何特性相同。
横截面积:A=0.0072 m²横截高度:H=0.42m惯性矩:I=0.0021028m4x弹性模量:E=2.06x10n/ m²/泊松比:u=0.3用ANSYS 分析平面刚架1.设定分析模块选择菜单路径:MainMenu—preference 弹出“PRreferences for GUI Filtering”对话框,如图示,在对话框中选取:Structural”,单击[OK]按钮,完成选择。
2.选择单元类型并定义单元的实常数(1)新建单元类型并定(2)定义单元的实常数在”Real Constants for BEAM3”对话框的AREA中输入“0。
0072”在IZZ中输入“0。
0002108”,在HEIGHT中输入“0.42”。
其他的3个常数不定义。
单击[OK]按钮,完成选择3.定义材料属性在”Define Material Model Behavier”对话框的”Material Models Available”中,依次双击“Structural→Linear→Elastic→Isotropic”如图在如下图的对话框EX中输入“2.06e11”,在PRXY框中输入“0.3”,完成材料模型的定义。
4建立平面刚架节点和单元(1)生成节点选择菜单路,生成节点于目前坐标系统命令,单击以后弹出如图对话框,在对话框的Node number 中输入“1“接着依序输入第一点XYZ的坐标值”2,0,0,然后单击[APPL Y]按钮继续生成第二点,如图接着在对话框的Node number 中输入“2“接着依序输入第一点XYZ的坐标值”6,0,0,然后单击[APPL Y]按钮继续生成第三点,如图接着在对话框的Node number 中输入“3“接着依序输入第一点XYZ的坐标值”0,2,0,然后单击[APPL Y]按钮继续生成第四点,如图接着在对话框的Node number 中输入“4“接着依序输入第一点XYZ的坐标值”4,2,0,然后单击[APPL Y]按钮继续生成第五点,如图接着在对话框的Node number 中输入“5“接着依序输入第一点XYZ的坐标值”8,2,0,然后单击[OK]按钮,完成第五点的生成,系统显示生成的五个点的位置,如图校验所输入的节点坐标的正确与否,可以选择菜单路径:弹出如图所示一个文本窗口,如图,列出了所有的节点及其坐标。
有限元分析实验报告有限元分析实验报告一、实验基本要求根据实验指导书的要求能够独立的使用ANSYS 软件操作并在计算机上运行,学会判断结果及结构的分析,学会建立机械优化设计的数学模型,合理选用优化方法,独立的解决机械优化设计的实际问题。
二、实验目的1. 加深对机械优化设计方法的理解2. 掌握几种常用的最优化设计方法3. 能够熟练使用ANSYS 软件操作,培养学生解决案例的能力4. 培养学生灵活运用优化设计方法解决机械工程中的具体实例三、实验软件及设备计算机一台、一种应用软件如ANSYS四、实验内容实验报告例题实训1——衍架的结构静力分析图2-2所示为由9个杆件组成的衍架结构,两端分别在1,4点用铰链支承,3点受到一个方向向下的力F y , 衍架的尺寸已在图中标出,单位: m。
试计算各杆件的受力。
其他已知参数如下: 弹性模量(也称扬式模量)E=206GPa;泊松比μ=0.3;作用力F y =-1000N;杆件的2横截面积A=0.125m.一、 ANSYS8.0的启动与设置图2-2 衍架结构简图1.启动。
点击:开始>所有程序> ANSYS8.0> ANSYS ,即可进入ANSYS 图形用户主界面。
图2-4 Preference 参数设置对话框2.功能设置。
电击主菜单中的“Preference ”菜单,弹出“参数设置”对话框,选中“Structural ”复选框,点击“OK ”按钮,关闭对话框,如图2-4所示。
本步骤的目的是为了仅使用该软件的结构分析功能,以简化主菜单中各级子菜单的结构。
3.系统单位设置。
由于ANSYS 软件系统默认的单位为英制,因此,在分析之前,应将其设置成国际公制单位。
在命令输入栏中键入“/UNITS,SI ”,然后回车即可。
(注:SI 表示国际公制单位)二单元类型,几何特性及材料特性定义1.定义单元类型。
2.定义几何特性。
3.定义材料特性。
三衍架分析模型的建立1.生成节点。
基于ANSYS软件有限元分析汇报机制1205班杜星宇U一、概述此次大作业关键利用ANSYS软件对桌子应力和应变进行分析,计算出桌子最大应力和应变。
然后与实际情况进行比较,证实分析正确性,从而为桌子优化分析提供了充足理论依据, 而且经过对ANSYS软件实际操作深刻体会有限元分析方法基础思想, 对有限元分析方法实际应用有一个大致认识。
二、问题分析已知: 桌子几何尺寸如图所表示, 单位为mm。
假设桌子四只脚同地面完全固定, 桌子上存放物品, 物品产生均匀分布压力作用在桌面, 压力大小等于300Pa, 其中弹性模量E=9.3GPa, 泊松比μ=0.35, 密度ρ=560kg/m3, 分析桌子变形和应力。
将桌脚固定在地面, 然后在桌面施加均匀分布压力, 能够看作对进行平面应力分析, 桌脚类似于梁单元。
因为所分析结构比较规整且为实体, 所以能够将单元类型设为八节点六面体单元。
操作步骤以下:1、定义工作文件名和工作标题(1)定义工作文件名: 实施Utility Menu/ File/Change Jobname, 在弹出Change Jobname 对话框修改文件名为Table。
选择New log and error files复选框。
(2)定义工作标题: Utility Menu/File/ Change Title, 将弹出Change Title对话框修改工作标题名为The analysis of table。
(3)点击: Plot/Replot。
2、设置计算类型(1)点击: Main Menu/Preferences,选择Structural,点击OK。
3、定义单元类型和材料属性(1)点击: Main Menu/Preprocessor/Element Type/Add/Edit/Delete, 点击Add, 选择Solid>Brick 8 node 185, 点击OK, 点击Close。
(2)点击Main menu/preprocessor/Material Props/Material Models / Structural/ Linear/ Elastic/Isotropic,设置EX为9.3e9, PRXY为0.35, 点击density, 设置DENS 为560.三、有限元建模考虑到需要分析结构比较简单, 所以直接采取ANSYS建模, 操作步骤以下: 1、绘制桌子面板Main menu/preprocessor/Modeling/Create/Vloumes/Block/By Dimensions 参数以下:2、绘制桌腿其中一条: Main menu/preprocessor/Modeling/Create/Vloumes/Block/By Dimensions参数以下:同上, 绘制另外三条桌腿, 参数以下:3、合并桌面与桌腿点击Preprocessor/modeling/operate/Booleans/add/volumes, 点pick all,点击ok 结束关闭对话框, 建模完成。
实验四有限单元法一、目的与任务目的:通过学生上机,了解有限元模型的建模过程的相关知识和方法,并对实验结果进行分析。
任务:熟悉有限元模型的建模过程,并借助现有分析软件进行计算分析。
二、内容、要求与安排方式1、实验内容与要求:在模型的材料属性,几何特性及载荷数值给出的情况下,建立有限元模型,给出分析过程及计算结果,并打印程序清单和输出结果。
2、实验安排方式:课外编写好程序清单,按自然班统一安排上机。
上机练习:计算悬臂梁端部的最大位移一悬臂梁受到均布载荷w及集中力F的作用如下图所示,需要求解悬臂梁端部的最大位移。
模型的材料属性,几何特性及载荷数值已给出,请建立有限元模型,给出分析过程及计算结果。
图1 悬臂梁受到均布载荷w及集中力F图材料特性: E = 2.07e11 Pa几何特性:l=4 m, a=3, b=0.5, h = 0.01m., A = b*h, I =bh3/12 m4载荷:w = 20 N/m, F=40 N三、试验操作过程1,进入ANSYS启动ANSYS程序,在启动界面中输入Beam1,单击ANSYS界面。
2,设置解题类型单击ANSYS Main Menu 中h3,添加单元类型依次单击弹出对话框,依次选择4,设置实常量在ANSYS Main Menu弹出Real Constants对话框。
单击Add按钮,依次输入几何形状参数b=0.5, h = 0.01m单击OK。
5,添加材料属性依次单击添加弹性模量等参数。
单击6,建模○1,创建点。
依次单击框。
输入关键点坐标,单击○2,创建线依次单击依次拾取关键点,单击7,划分单元格单击。
弹出对话框输入划分单元格分数20,单击Mesh/Lines选择8,施加约束和载荷单击w = 20 N/m, F=40 N,单击9,求解依次单击10,查看结果依次单击/Plot Results/ Contour Plot / Nodal Solu ,弹出对话框选择All Struc Force选项,单击OK。
有限元分析大作业报告试题1:一、问题描述及数学建模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。
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所示。
二、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、有限元建模(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Solid Quad 4 node182;六节点三角形单元选择的类型是Solid Quad 8 node183。
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:弹性模量E=2.1e11,泊松比σ=0.3(4)建几何模型:生成特征点;生成坝体截面(5)网格化分:划分网格时,拾取lineAB 和lineBC ,设定input NDIV 为15;拾取lineAC ,设定input NDIV 为20,选择网格划分方式为Tri+Mapped ,最后得到600个单元。
(6)模型施加约束:约束采用的是对底面BC 全约束。
大坝所受载荷形式为Pressure ,作用在AB 面上,分析时施加在L AB 上,方向水平向右,载荷大小沿L AB 由小到大均匀分布。
以B 为坐标原点,BA 方向为纵轴y ,则沿着y 方向的受力大小可表示为:}{*980098000)10(Y y g gh P -=-==ρρ2、 计算结果及结果分析 (1) 三节点常应变单元三节点常应变单元的位移分布图三节点常应变单元的应力分布图(2)六节点三角形单元六节点三角形单元的变形分布图六节点三角形单元的应力分布图(3)计算数据表单元类型最小位移(mm)最大位移(mm)最小应力(Pa)最大应力(Pa)三节点0 0.0284 5460.7 392364六节点0 0.0292 0.001385 607043 (4)结果分析①最大位移都发生在A点,即大坝顶端,最大应力发生在B点附近,即坝底和水的交界处,且整体应力和位移变化分布趋势相似,符合实际情况;②结果显示三节点和六节点单元分析出来的最大应力值相差较大,原因可能是B点产生了虚假应力,造成了最大应力值的不准确性。
有限元分析报告有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)是一种工程分析方法,通过对结构进行离散建模,然后对每个离散单元进行力学分析,最终得出整个结构的应力、位移等结果。
本报告将对某桥梁结构进行有限元分析,并对分析结果进行详细说明。
1. 结构建模。
首先,我们对桥梁结构进行了建模。
在建模过程中,我们考虑了桥梁的几何形状、材料属性、边界条件等因素。
通过有限元软件,我们将桥梁结构离散为多个单元,并建立了相应的数学模型。
在建模过程中,我们尽可能地考虑了结构的复杂性,以保证分析结果的准确性。
2. 荷载分析。
在建立了结构模型之后,我们对桥梁施加了不同的荷载,包括静载、动载等。
通过有限元分析,我们得出了桥梁在不同荷载下的应力、位移等结果。
同时,我们还对结构的疲劳寿命进行了评估,以确保结构在使用过程中的安全性。
3. 结果分析。
根据有限元分析的结果,我们对桥梁结构的性能进行了分析。
我们发现,在某些局部区域,结构存在应力集中现象;同时,在某些荷载作用下,结构的位移超出了设计要求。
基于这些分析结果,我们对结构的设计提出了一些改进建议,以提高结构的安全性和稳定性。
4. 结论。
通过有限元分析,我们得出了对桥梁结构设计的一些结论。
我们发现,在当前设计下,结构存在一些潜在的安全隐患,需要进行一定的改进。
同时,我们还对结构的使用寿命进行了评估,提出了一些建议。
通过本次有限元分析,我们对桥梁结构的性能有了更深入的了解,为后续的设计和改进提供了重要参考。
综上所述,本报告通过有限元分析,对某桥梁结构的性能进行了评估,并提出了一些改进建议。
有限元分析作为一种重要的工程分析方法,为工程结构的设计和改进提供了重要的技术支持。
希望本报告能对相关工程技术人员提供一定的参考价值。
【精品】有限元分析报告
1、项目简介
本次做的项目是使用有限元方法,对煤矿采空区瓦斯发生器模型进行分析,分析采空
区内瓦斯分布状况,及煤矿采空区内瓦斯渗透速率变化情况。
2、理论基础
本项目使用的是有限元分析方法,它是一种分析空间中受约束的结构模型状态时采用
的数值分析方法,采用有限元分析技术,可以准确预测煤矿采空区瓦斯发生器模型的状态,包括:内部温度分布及瓦斯渗透速率分布情况。
3、模型建立
模型设计分为三部分:一是基础设计,即钻孔煤矿采空区瓦斯生产器模型分析问题,
同时考虑瓦斯灶及直接流出系统;二是热力学模拟,通过有限元分析模型建立温度场,考
虑不同尺度的热力学效应;三是空气液相交互模拟,使用空气和液相控制理论,对瓦斯在
采空区内渗透特征研究,追踪瓦斯的流动路径和渗透效果。
4、结果分析
本次分析的结果表明采空区内瓦斯渗透既受内部温度的影响,也受水平面位置的影响,受控路径瓦斯渗透有明显变化,最低渗透速率为3.3kg/㎥·h,最高渗透速率为18.1kg/㎥·h,平均渗透速率为8.6kg/㎥·h,结果表明,瓦斯的流动路径具有明显的变化趋势,
但其渗透性能较差。
5、结论
本次利用有限元分析技术,对煤矿采空区内瓦斯分布状况及其渗透性进行了分析,结论:采空区内瓦斯渗透状况受内部温度和水平面位置的影响,受控路径瓦斯渗透性能普遍
较差。
有限元分析大作业报告
试题1:
一、问题描述及数学建模
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。
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所示。
二、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、有限元建模
(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Solid Quad 4 node182;六节点三角形单元选择的类型是Solid Quad 8 node183。
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:弹性模量E=2.1e11,泊松比σ=0.3
(4)建几何模型:生成特征点;生成坝体截面
(5)网格化分:划分网格时,拾取lineAB和lineBC,设定input NDIV 为15;拾取lineAC,设定input NDIV 为20,选择网格划分方式为Tri+Mapped,最后得到600个单元。
(6)模型施加约束:约束采用的是对底面BC 全约束。
大坝所受载荷形式为Pressure ,作用在AB 面上,分析时施加在L AB 上,方向水平向右,载荷大小沿L AB 由小到大均匀分布。
以B 为坐标原点,BA 方向为纵轴y ,则沿着y 方向的受力大小可表示为:
}{*980098000)10(Y y g gh P -=-==ρρ
2、 计算结果及结果分析 (1) 三节点常应变单元
三节点常应变单元的位移分布图
三节点常应变单元的应力分布图
(2)六节点三角形单元
六节点三角形单元的变形分布图
六节点三角形单元的应力分布图
①最大位移都发生在A点,即大坝顶端,最大应力发生在B点附近,即坝底和水
的交界处,且整体应力和位移变化分布趋势相似,符合实际情况;
②结果显示三节点和六节点单元分析出来的最大应力值相差较大,原因可能是B
点产生了虚假应力,造成了最大应力值的不准确性。
③根据结果显示,最小三节点和六节点单元分析出来的最小应力值相差极为悬
殊,结合理论分析,实际上A点不承受载荷,最小应力接近于零,显然六节点三角形单元分析在这一点上更准确。
④六节点的应力范围较大,所以可判断在单元数目相同的前提下,节点数目越多,
分析精度就越大;但是节点数目的增多会不可避免地带来计算工作量增加和计算效率降低的问题。
三、分别采用不同数量的三节点常应变单元计算
1、有限元建模(单元数目分别为150和1350)
2、计算结果及结果分析
(1)单元数目为150的常应变三节点单元
(2)单元数目为1350的常应变三节点单元
(3
(4)结果分析
单元数目的增加,最大位移变化不大,应力变化范围逐步增大;网格划分越密,分析的结果准确度将会提高;单元数目的增加和节点数目的增加都会造成计算量的增加和计算速度的下降的问题。
四、当选常应变三角单元时,分别采用不同划分方案计算
1、方案一
2、方案二
3、
4、
由以上分析结果可知,由于方案一和二都只有四个单元,所以在计算应力和位移的时结果的准确度较低。
分析应力图可知,方案二得出的最大应力不在坝底和水的交界处,不符合实际情况,而方案一的最大应力所在位置符合实际情况,所以总体来说,方案一的分析结果优于方案二。
试题3:
一、问题描述及数学建模
图示为一带圆孔的单位厚度(1M )的正方形平板,在x 方向作用均布压力0.25Mpa ,试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对平板进行有限元分析,并对以下几种计算方案的计算结果进行比较:
(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;
在y 轴上,孔边应力的精确解为:MPa x 75.0-=σ,在x 轴上,孔边应力的精确解为:MPa y 25.0=σ
由图可知,本题所研究问题为平面应力问题,又因此平板结构关于图示中X 、Y 轴对称,可以利用此对称性,取截面的四分之一进行分析计算。
二、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、三节点常应变单元
2、六节点三角形单元
由上表可看出,在单元数目相同的情况,六节点常应变三角形单元的分析精度要高于三节点常应变三角形单元。
所以,当单元形状和大小相同时,高阶单元的计算精度要高于低阶单元。
三、采用不同数量的三节点常应变单元计算
1、第一次加密
2、第二次加密
随着单元数目的增多,计算结果逐渐的接近高阶单元的计算结果。
加筋板建模:
一、问题描述及数学建模
加筋板的几何模型如图所示。
横向加强筋
四边简支的板,受到均布压力0.1Mpa的作用,求变形和应力。
要求:使用shell63和beam188单元。
二、有限元建模
1、几何建模
用工作平面把平板按照加强筋的位置分割成如下图所示的几何模型。
2、属性定义:
单元类型——板:shell63 加强筋:beam188 材料属性——杨氏模量E=2.1e+11,泊松比0.3
实常数——板厚0.02m
梁截面(Section)——纵向加强筋
14250
2680
⨯
⊥
⨯
;横向加强筋L10010012
⨯⨯
3、梁的方向点:每一根横向加强筋和纵向加强筋都要定义一个方向点
4、改变线的方向:改变线的方向的目的是改变梁的方向
5、有限元模型
不显示梁截面的有限元模型
不显示梁截面的位移云图
不显示梁截面的应力云图
显示梁截面的有限元模型
(a )横向加强筋L25020010⨯⨯截面形状 (b )纵向加强筋16180
24120
⨯⊥
⨯截面形状
显示梁截面的载荷模型
显示梁截面的位移云图显示梁截面的应力云图
三、结果分析
分析:从结果中可以看出有加筋板的最大位移,最大应力都相对没有加筋板的小很多,即加筋板可以有效的增强板材的结构强度,使变形程度大大减小,承受载荷的能力显著提高,所以,工程中带加筋板的板材性能优越,应用广泛。