飞行器结构有限元分析及应用.docx

题目1：如下图所示，厚度为t。材料为普通钢材，弹性模量E,泊松比为0.3。支架左边界固定，顶面上作用有p的均布载荷。假定支架在厚度方向上无应力(即平面应力问题),求解钢支架的位移及应力分布。

所在第六小组，变量具体值分别是：E=3×1011p=2625t=3.12×10-3R1=0.00625L=0.25

步骤:

1.定义单元属性

(1)定义单元类型。清空数据库，开始一个新分析。保存如图1所示，选择菜单MainMenu→Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete,弹出“ElementTypes”(定义单元类型)对话框，单击“Add”按钮，弹出单元类型库对话框如图2所示，选中“Solid”“Quad4node182”单元，单击“OK”按钮。回到“ElementTypes”对话框，选中定义的单元，单击“Options”按钮，在“K3”下拉列表框中选择“Planestrsw/thk”，单击“OK”按钮。单击“ElementType”对话框中的“Close”按钮。

(2)定义实常数。选择菜单MainMenu→Preprocessor→RealConstants→Add/Edit/Delete，弹出“RealConstants”（定义实常数）对话框，单击“Add”按钮，选中“PLANE182”单元，单击“OK”按钮。输入实常数值“3.12e-3”，单击“OK”按钮。单击“RealConstants”对话框中的“Close”按钮。

(3)输入材料属性。选择菜单MainMenu→preprocessor→MaterialProps→MaterialModels，弹出定义材料模型对话框，单击Structural→Linear→Elastic→Isotropic菜单，弹出对话框如图3所示。在“EX”文本框中输入弹性模量“3e11”，在“PRXY”文本框中输入泊松比“0.3”，单击“OK”按钮。再单击关闭定义材料模型对话框。

图1

图2

图3

2.创建几何模型

(1)显示工作平面。选择菜单UtilityMenu→WorkPlane→DisplayWorkingPlane。

(2)设置工作平面。选择菜单UtilityMenu→WorkPlane→WPSettings，弹出设置工作平面对话框，进行工作平面设置，然后单击“OK”按钮。

(3)定义关键点。

选择菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→OnWorkingPlane,弹出拾取关键点对话框，用鼠标在图形窗口中定义6个关键点，勾画出钢支架的轮廓，单击“OK”按钮。

(4)生成面。

选择菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→ThroughKPs,弹出拾取关键点对话框，依次在图形窗口中选择关点1、2、3、4、5和6，单击“OK”按钮，即生成了直角形的面。

打开线编号。

选择菜单UtilityMenu→PlotCtrls→Numbering,将线编号设为“ON”，单击“OK”按钮。打开线编号显示的结果，如图4所示。

(6)对线进行倒角。

选择菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Lins→Line→Fillet,弹出拾取线对话框，在图形窗口中选择线“L3”和“L4”,单击“OK”按钮，接着弹出的对话框，在“Filletradius”文本框中输入倒角半径“0.025”，单击“OK”按钮。

把倒角填充成面。

选择菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→ByLines,弹出拾取线对话框，选择倒角位置边线，单击“OK”按钮。

(8)生成两个圆面。

选择菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→SolidCircle,弹出定义圆面对话框,输入圆心坐标、半径(或捕捉的方法)，单击“Apply”按钮。再输入圆心坐标，半径（或捷捉的方法)。单击“OK”按钮，即在根型中两个圆面，圆心位于边中点，直径等于边长，生成的圆面如图5所示。

(9)面相加。

选择菜单MainMenu→Preprocesser→Modeling→Operate→Booleans→Add→Areas,在弹出的对话框中，单击“PickAll”按钮，所有的面将通过布尔加运变为一个面。

(10)创建两个小圆面。

选择菜单MainMenu-Preprocessor→Modeling→Create→Areas→C