隧道断面有限元分析.docVIP

《有限元法》课程实训任务书 学 院 专 业 学生姓名 班级、学号 训练报告题目 隧道的有限元分析 技术参数、内容及要求： 学习CAE软件ANSYS,主要上机练习有： ?1.平面连杆的静力学分析； 2.超静定桁架的有限元计算、温度应力的有限元计算和环的温度应力的有限元计算；3.平面梁结构的内力计算； 4.空间梁的静力学分析；?5.压力容器的静力学分析；6.机翼模型的模态分析；7.压杆稳定临界载荷计算；8.过盈配合与拔销接触分析；9.轮子的静力学分析；10.轴承座的有限元分析。 二、通过调研，在工厂、企业或科研单位进行工程实践的基础上，或结合老师的科研课题，针对具体工程实例，应用ANSYS软件进行有限元分析计算。也可参考材料力学、弹性力学或机械设计中的问题或习题，如《有限元ANSYS上机练习指南》附录中的题目进行分析计算： 进度安排： 一、学习CAE软件ANSYS（28学时） 第1次上机（4学时）：作《有限元ANSYS上机练习指南》中练习1； 第2次上机（4学时）：作《有限元ANSYS上机练习指南》中练习2； 第3次上机（4学时）：作《有限元ANSYS上机练习指南》中练习3、4； 第4次上机（4学时）：作《有限元ANSYS上机练习指南》中练习5、6、7； 第5次上机（4学时）：作《有限元ANSYS上机练习指南》中练习8； 第6次上机（4学时）：作《有限元ANSYS上机练习指南》中练习9； 第7次上机（4学时）：作《有限元ANSYS上机练习指南》中练习10。 二、自拟题目上机。（第8次上机，4学时） 注：该部分练习需要上机4学时，如果课内上机时间不够，学生可利用课后业 余时间完成。课程实训说明书撰写不占用课内时间，由学生自行安排时间完成。 指导教师（签字）： 2013 年 月日 教研室主任（签字） 2013 年 月 日 一、本人承诺：此任务书是本人独立完成，若有违反愿意接受处理。 二、报告正文 题 目：如图所示为一隧道断面，其内受均布水压力q，外受土壤均布压力p；试采用不同单元计算断面内的位移及应力，并分别分析q=0或p=0时的位移和应力分布情况。(材料为钢，隧道几何尺寸和压力大小自行确定) 解：材料选用A40钢，其弹性模量为216e9，泊松比为0.26，安全因数取2.0，令q=300MN,p=320MN. 本题为平面应变问题，压力载荷作用在内外平面上，采用平面应变单元模拟隧道。 1、 进入ANSYS 程序 →Ansys 10.0 →Configure ANSYS Products →file Management →input job name: 25→Run 2、定义材料特性 Main Menu：Preprocessor Material Props Material Models。 在材料特性定义窗口中选择：Structural—Linear—Elastic—Isotropic。 在EX栏内输入216e9（弹性模量）。 在NUXY栏内输入0.26（泊送比）。 按下OK按钮完成操作并关闭对话框。 3、定义单元类型及其选项 1）.Main Menu：Preprocessor--Element Type--Add/Edit/Delete。 2）.按下Add按钮来打开添加单元类型对话框。 3）.从左侧列表中选择Structural Solid。 4）.在右侧列表中选择Quad 4-Noded 42。 5）.按下OK按钮完成操作. 6）.在Element Types窗口单击Options按钮，在Element behavior后选择Plane strain按下Ok按钮，关闭Element Types窗口。 4．建立几何模型 1）MainMenu：Preprocessor-Modeling-Create-Areas-Circle-Partial Annulus 2）、在WP X后输入0，WP Y后输入0，Rad -1后输入1，Theta-1后输入0，Rad -2后输入2，Rad -2后输入90，按ok生成几何模型，SAVE-DB. 5、 划分四边形单元格 1）、ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing → Mesh Attributes → Default Attribs →TYPE select 1 PLIANE82 →OK 2）、Main Menu：Preprocessor→MeshTool→Mesh Tool，按下Mesh Tool 窗口中的Global后的 Set按钮，在Global Element Sizes窗口中，在SIZE后的编辑框中输入数值0.08作为单元边长，按下OK按钮，在下拉列表中选择Areas，按下M