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机电工程学院

有限元原理及工程结构分

析课程设计说明书

指导老师：

专业名称：

学号：

设计作者：

提交时间：

一、设计任务书

1.1题目

（自选一个较为复杂的工程问题，不能与其他课程作业的题目重复）

1.2结构图和计算参数

（1、构件的几何形状和尺寸；2、材料及性能；3、约束和边界条件；4、载荷）

1.3计算内容

1）构件的位移计算；

2）构件的应力分布场计算；

1.4计算要求

1）计算说明书应包括主要的计算步骤，计算简图均应列入，并尽量详细描述计算过程；

2）计算说明书应书写清楚，字体工整，图表清晰规范；

3）在规定时间内完成计算并提交计算说明书。

二、课程设计指导书

2.1目的要求

本课程设计是有限元理论及其应用的重要实践环节之一，是一门了解有限元理论、应用

有限元方法对工程问题进行计算的实战性很强的课程。通过本课程的学习，熟练掌握通用有

限元软件ANSYS对工程问题的计算全过程，进一步综合和深化对有限元以及力学理论中基

本理论和基本概念的理解。同时初步培养学生具备利用有限元方法对工程应用问题进行基本

建模、加载、计算和结果分析的能力，使学生在计算、分析解决实践工程力学问题的能力有

较大的提高，为学生在今后的毕业设计和进入社会工作后对工程问题的力学分析打下扎实的

基础。

2.2主要计算步骤

1)明确研究对象，合理简化研究对象的力学分析。

a、对实际构件进行合理简化，确定主要研究对象；

b、对载荷和约束进行合理简化处理；

c、画出简化结构分析图；

d、了解构件的材料特性和几何特性。

2)启动ANSYA分析软件，设定ANSYS分析环境；

a、设置项目工程名；

b、设置计算过程、结果存取工作目录；

3)选择适当分析单元模型和材料模型，输入相关材料模型参数。

a、选择适当的单元模型，设置相关截面参数、实常数等；

b、选择适当的材料模型，设置材料模型的参数。

4)创建有限元模型

a、构思建模步骤，创建模型；

b、应用布尔运算对模型进行整合；

c、控制和合并重合单元、节点等。

5)网格划分

a、确定每部分构件的材料、单元；

b、选择网格划分方式；

c、调整已划分网格；

6)加载和计算

a、设置载荷：集中力、分布力等；

b、设置约束：位移、对称面等；

c、设置计算参数并进行计算；

7)后处理

a、取后处理构件变形对比图；

b、取后处理构件节点位移图；

c、取后处理构件节点应力图，主要包括：第一主应力图、应力强度图、mises等效应

力图等。

2.3计算结果分析

利用ANSYS后处理得到构件的变形图、位移图和应力图，针对这些图，分析最大应力

发生点、最大变形发生点，分析该点的危险性，提出一个解决方案并进行计算对比。

2.4计算说明书内容

计算说明书是学生提交计算结果及其分析的重要报告，其主要内容包括下面几个方面：

1)构件结构图

2)材料和单元选择

3)有限元建模

4)网格划分

5)加载

6)计算和后处理

7)结果分析

8)ADPL程序

三、计算说明书

3.1构件结构图

（画出计算对象的结构图，图中应包括结构的尺寸、载荷、约束等）

3.2材料和单元选择

（选择该材料和单元模型，材料和单元模型的特点。具体内容可查help文档和相关书籍）

3.3有限元建模

（1、描述建模的基本思路。2、描述对工程实际对象简化模拟方法，包括构件的几何简化和

约束、载荷的处理方式等。3、对构件进行有限元的建模，给出建模后的模型图。

3.4网格划分

（给出网格划分后的有限元模型图，说明使用网格划分的方法，如自由网格划分、扫掠网格

划分、映像网格划分等，如果是多种材料、多种单元，说明构件的哪部分是用什么材料、什