三维问题有限元(包括轴对称问题)教程.ppt

* （1）选择单元类型 运行PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete，弹出Element Types对话框，如图6-5所示。然后单击 Add，弹出Library of Element Types窗口，如图6-6所 示，选择SOLID45单元，单击OK。 图6-5 单元类型对话框 图6-6 单元类型库对话框 * （2）设置材料属性 运行PreprocessorMaterial PropsMaterial Models，弹出如图6-7所示对话框。双击Isotropic，弹出Linear Isotropic Properties for Material Number1对话框，如图6-8所示，在EX选项栏中设置数值2.1e11，在PRXY选项 栏中设置数值0.3。设置完毕单击OK按钮。 图6-7 选择材料属性对话框 图6-8 设置材料属性对话框 * （3）建立模型 运行PreprocessorModelingCreateAreasRectangleBy 2 Corners，弹出如图6-9所示对话框，在WP X选项栏中填写0，在WP Y选项栏中填写0，在Width选项栏中填写0.05，在Height选项栏中填写0.2，点击OK。生成如图6-10所示图形。 图6-9 两点建立矩形对话框 图6-10 生成的长方形面 * 将长方形旋转成柱体，运行 PreprocessorModeling Operate ExtrudeAreasAbout Axis，弹出如图6-11所示拾取框。选择图7中长方形后弹出单击OK，再选择长方形左上角和左下角结点后，单击OK.。弹出如图6-12所示对话框。在ARC选项栏中填入旋转角度360度，设置完毕单击OK按钮，生成如图6-13所示 圆柱体。 图6-11 拾取对称轴对话框 图6-12 设置绕轴旋转参数对话框 图6-13 圆柱模型 * 运行MeshingSize CntrlsManualSizeGlobalSize弹出如图6-14所示对话框，设置SIZE选项栏中的数据为0.01。运行MeshingMeshVolumesFree自由划分网格后得到如图6-15所示图形。 图6-14 设置网格尺寸对话框 图6-15 圆柱有限元模型 （5）施加约束 运行SolutionDefine LoadsApplyDisplacementOn Areas，拾取圆柱的底面，施加全约束。 * （6）施加载荷 显示图形的关键点，运行PlotCtrlsNumbering弹出如图6-16所示对话框，激活KP Numbers后面的选框，使它变成on形式。选择菜单SolutionDefine LoadsApply Structure Force/Moment On Keypoints，载荷分别如下：8点承受Z方向集中载荷Fz=5000N和Y方向集中载荷Fy=-5000N；10点承受X方向集中载荷Fx=5000N；3点承受Z方向集中载荷Fz=-5000N；6点承受X方向集中载荷Fx=-5000N。施加载荷，图形如图6-17 所示。 图6-16 编号显示设置对话框 * 图6-17圆柱实体示意图 （7）求解 选择Solution SolveCurrent LS，开始计算，计算结束会弹出计算完毕对话框，单击Close。关闭对话框计算完毕。 （8）后处理 运行 General PostprocPlot ResultsContour Plot Nodal Solu。 弹出如图6-18所示对话框，运行DOF SolutionDisplacement vector sum和Stressvon Mises stress，分别显示圆柱体的位移和应力云图。 * 图6-18 云图显示对话框 结果显示如图6-19和图6-20所示。 * 图6-19 位移云图 图6-20 应力云图 * 6.6空间轴对称问题的有限元法 对空间轴对称问题，常采用圆柱坐标系。r表示径向坐标，z表示轴向坐标，任一对称面为rz面。在有限元分析时，可采用轴对称的环形单元进行。环形单元 可以是任何平面单元。 某一平面图形绕平面上某一轴旋转形成的回转体称为轴对称物体，此平面称为子午面。在动力机械，特别是叶轮机械中，有很多零件都具有轴对称特性，比如轮盘、旋转轴、承力环等。 对于直齿圆柱齿轮，由于齿的存在，严格地说它并非轴对称物体。如果忽略齿的部分(将齿用外载荷表示)，则所得到的齿根以内的旋转体部分为轴对称