有限元实验报告.pdfVIP

有有限限元元实实验验报报告告 结构有限元分析实验报告 姓名：韩如锋 学号：0801510115 指导⽼师：葛建⽴ 实验⼀平⾯问题 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 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 ⼒集中系数，并与理论解对⽐。 ⼆、实验过程概述： 1、启动ABAQUS/CA E 2、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/CA E 三、实验结果： （1）σx ⼒云图： （2）左边界直线与圆弧边交点的σx值为： 2.78935 MPa ； （3）左右对称⾯上的σx曲线： 四、实验内容分析： a)模型全局σx ⼒分布：σx 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 ⼒为负，与y轴相交处 ⼒为正；沿圆周向周围，σx迅速减⼩；沿y ⽅向的σx ⼒⼤于沿x⽅向的σx ⼒。 b) ⼒集中系数为 2.78935，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，对理论课所学有限元基本⽅法有了⼀个更加直观、深⼊的理解。通过对Abaqu 软件三个步骤：前处理、分析 计算、后处理的操作，了解了这款软件的基本 ⽤，试验中，遇到诸多问题，仔细思考，加之请教⽼师，逐⼀解决，确实很有 收获。 实验⼆平⾯问题有限元解的收敛性 ⼀、实验⽬的和要求： （1）在ABAQUS软件中⽤有限元法探索整个梁上σx和σy的分布规律。 （2）计算梁底边中点正 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。 （3）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 ⼒云图: （2）模型σy 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 ⼒曲线： （⼆）单元类型：CPS3 ，单元尺⼨：20 (1)模型σx ⼒云图: （2）模型σy ⼒云图； （3）底边中点σx最⼤值：17.0888 MPa （4）底线上各点x⽅向的 ⼒曲线： （三）单元类型：CPS3 ，单元尺⼨：10 (1) 模型σx ⼒云图: (2) 模型σy ⼒云图: (3) 底边中点σx最⼤值：18.1592 MPa (4) 底线上各点x⽅向的 ⼒曲线: （四）单元类型：CPS8，单元尺⼨：100 (1) 模型σx ⼒云图: (2) 模型σy ⼒云图: (3) 底边中点σx最⼤值：19.0951 MPa (4) 底线上各点x⽅向的 ⼒曲线: （五）单元类型：CPS8，单元尺⼨：50 (1) 模型σx ⼒云图: (2) 模型σy ⼒云图: (3) 底边中点σx最⼤值：18.9939 MPa (4) 底线上各点x⽅向的 ⼒曲线: （六）单元类型：CPS8，单元尺⼨：20 (1) 模型σx ⼒云图: (2) 模型σy ⼒云图: (3) 底边中点σx最⼤值：18.9577 MPa (4) 底线上各点x⽅向的 ⼒曲线: 四、实验内容分析： a) ⼒分布情况和规律： 底边σx为正，顶边为负，沿y轴正向σx逐渐增⼤； σy集中分布于两端铰接处，且σy与y同号； σx、σy均对称于y轴分布。 b)σy的有限元解与材料⼒学解的符号不同，因为有限元节点⼒正⽅向与材料⼒学中 的内⼒正⽅向的定义不同。 d）由曲线可以看出，8节点四边形平⾯单元的求解精度⽐3节点三⾓形平⾯单元的⾼，收敛性好；⽽采⽤同样的单元时，⽹格 划分得越密，则求解精度就越⾼，收敛性就越好。所以，采⽤细化⽹格和采⽤⾼