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折板的有限元分析(实验报告).doc

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ANSYS 上机实验报告实验二:折板的有限元分析班级:姓名:学号:一、实验题目图示折板,右侧受力 F=1000N,该力均匀分布在边缘各节点上,板厚 t=2mm,材料选用低碳钢,弹性模量 E=210GPa,u=0.33。二、实验过程1、 确定所采用的单位制:N ,mm ,MPa。2、 问题类型:平面应力问题。3、 利用 ANSYS 构造实体模型。4、 网格划分1) 、定义材料属性: Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX: 210e3, PRXY: 0.33 → OK 2) 、定义单元类型: Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad-8node(Plane82) →OK (back to Element Types window) →Options… →selelt K3: Plane Strsw/thk → Close (the Element Type window)3) 、定义实常数(厚度): Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add… →select Type 1→ OK→ input THK: 2 →OK →Close (the Real Constants Window) 4) 、划分网格:为作网格密度对比,在 size element edge length(单元边长值)分别输入1,3,8 。5、加载及求解加载过程:Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement → On Nodes → 拾取上边线 →OK →select Lab2:ALL OFF → OKMain Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Nodes → 拾取右边线所有节点→OK →Lab: FX, Value: 1000/n(n 为节点数)→OK求解:Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK(to close the solve Current Load Step window) →OK6、分析位移和应力状况并抓图。三、实验结果1、A 处为直角时1)、位移图网格单元边长值为 1,节点数 7687,单元数 2482,最大位移 0.082195mm,最小位移 0 mm,A 点位移 0.028854mm网格单元边长值为 3,节点数 972,单元数 297,最大位移 0.082456mm,最小位移 0 mm,A 点位移 0.028841mm网格单元边长值为 8,节点数 177,单元数 48,最大位移 0.082666mm,最小位移 0 mm,A 点位移 0.028738mm2)、应力图网格单元边长值为 1,最大应力值 275.409Mpa,最小应力值 0.01824Mpa,A 点应力值 60.197Mpa网格单元边长值为 3,最大应力值 211.023Mpa,最小应力值 0.04115Mpa,A 点应力值 52.591Mpa网格单元边长值为 8,最大应力值 171.214Mpa,最小应力值 0.62442Mpa,A 点应力值 44.089Mpa2、A 处为圆角时,R=10mm,网格单元边长为 3,节点数 1023,单元数 314位移图:最大位移 0.080684mm,最小位移 0 mm,A 点位移 0.028544mm应力图:最大应力值 211.337Mpa,最小应力值 0.036138Mpa,A 点应力值 29.675Mpa四、结果分析1、分析直角过渡,三组不同网格单元边长条件下数据可以得到:网格密度越大,A 处的应力越小,所得数值越准确。2、分析比较 A 处用过渡圆角和 A 处直角过渡时数据可以得到:有圆角的情况下 A 点应力值明显减小。五、实验感想通过本次实验,对于 ANSYS 软件的实体造型方法有了更加清晰的认识和更加熟练的操作,对于平面应力问题有了更加深入的理解,也有了简单的分析平面应力问题的能力,明白了合理选择网格单元边长值对于实验结果的准确性有很重要的意义,知道了结构对于整体受力的影响,在结构设计中要避免尖角而导致应力集中。
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