有限元分析大作業(yè)

1、有限元分析大作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化文件發(fā)布號：（9456EUATWKMWUBWUNNINNUL-DDQTY-KII基于ANSYS軟件的有限元分析報告機制1205班 杜星宇U201210671一、概述本次大作業(yè)主要利用ANSYS軟件對桌子的應(yīng)力和應(yīng)變進行分析，汁算出桌子的最大應(yīng)力和 應(yīng)變。然后與實際情況進行比較，證明分析的正確性，從而為桌子的優(yōu)化分析提供了充分的理 論依據(jù)，并且通過對ANSYS軟件的實際操作深刻體會有限元分析方法的基本思想，對有限 元分析方法的實際應(yīng)用有一個大致的認(rèn)識。二、問題分析已知：桌子兒何尺寸如圖所示，單位為mmo假設(shè)桌子的四只腳同地面完全 固定，桌子上存放物品，物品產(chǎn)生的均勻分布壓力

2、作用在桌面，壓力大小等于 300Pa,其中彈性模量E=9.3GPa,泊松比0.35,密度P =560kg/m3,分析桌子 的變形和應(yīng)力。20將桌腳固定在地面，然后在桌面施加均勻分布的壓力，可以看作對進行平 面應(yīng)力分析，桌腳類似于梁單元。由于所分析的結(jié)構(gòu)比較規(guī)整且為實體，所以 可以將單元類型設(shè)為八節(jié)點六面體單元。操作步驟如下：1、定義工作文件名和工作標(biāo)題(1) 定義工作文件名:執(zhí)行Utility Menu/ File/Change Jobname,在彈出 Change Jobname對話框修改文件名為Table。選擇New log and error files復(fù)選 框。(2) 定義工作標(biāo)題：U

3、tility Menu/File/ Change Title,將彈出 Change Title 對 話框修改工作標(biāo)題名為The analysis of table。(3) 點擊:Plot/Reploto2、設(shè)置計算類型(1) 點擊：Main Menu/Preferences,選擇 Structural,點擊 OKo廠 Thermal廠 ANSYS Fluidr FLOTRAN CFDElectromagnetic:廠 Magnetic-Nodal 廠 Magnetic-Edge I High Frequency 廠 ElectricNote: If no individual discipli

4、nes are selected they will all shov/.Disdpline optionsa h-MethodOKCancelHelp3、定義單元類型和材料屬性(1) 點擊：Main Menu/Preprocessor/Element Type/Add/Edit/Delete» 點擊 Add,選擇 Solid>Brick 8 node 185,點擊 OK,點擊 Close。(2) 點擊 Main menu/preprocessor/Material Props/Material Models /Structural/ Linear/ Elastic/Isotr

5、opic,設(shè)置 EX 為 9. 3e9, PRXY 為 0. 35, 點擊 density,設(shè)置 DENS 為 560.三、有限元建?？紤]到需要分析的結(jié)構(gòu)比較簡單，所以直接采用ANSYS建模，操作步驟如下：1、繪制桌子面板Main menu/preprocessor/Modeling/Create/Vloumes/Block/By Dimensions 參數(shù)如下：ANSYSDEC 31 201508：02：ODVOLUMES TYPE NUN2、繪制桌腿其中條 ：Main menu/preprocessor/Modeling/Create/Vloumes/Block/ByDimensions

6、參數(shù)如下：同上，繪制另外三條桌腿，參數(shù)如下：A Create Block by DimensionsPBIBLOCK Create Block by Dimensions X1.X2 X-coordinatesYi,Y2 Y-coordinatesZ1.Z2 Z-coord!natesk7030730530570OKApply ICan cel |VOLUMES TYPE NUMANSYSDEC 31 201508:06:263、合并桌面與桌腿點擊 Preprocessor/modeling/operate/Booleans/add/volumes, 點 pick all,點擊ok結(jié)束關(guān)閉對話

7、框，建模完成。四、有限元試算1、劃分網(wǎng)格點擊 Mian Menu/Preprocessor/Meshing/MeshTooL 設(shè)置 globle 尺寸為10 ；點擊 Mian Menu/Preprocessor/Meshing/Mesh/Volumes/Free,選定模型, 點擊OKo2、施加邊界條件(1)施加約束：點擊 Ma inMenu/ Preprocessor/ Loads/ DefineLoads/ Apply/ Structural/ displacement/ On Lines,選擇四只腳的底邊，與地面固 定。(2)施加載荷：點擊 Ma inMenu/ Preprocessor/

8、 Loads/ DefineLoads/ Apply/ Structural/ Pressure/ On Areas,設(shè)置 VALUE load PRES value 為 300。EIZHENTSU NFORANSY£DEC 31 201509:15:42ANSYS zhuo(3) 求解：點擊 Main Menu/ Solution/ Solve/ Current LS,關(guān)閉窗口，點 擊OK開始進行計算求解。A /STATUS Comma ndFileSOLUTION OPTIONSPROBLEM DIMENSIONALITY3-DDEGREES OF FREEDOMUXU¥

9、; UZANALVSIS TVPESTATIC <STEADV-STATE>GLOBALLY ASSEMBLED MATRIXSYMMETRICLOAD STEP OPTIONSLOAD STEP NUMBER 1TIME AT END OF THE LOAD STEP 1.0000NUMBER OF SUBSTEPS 1STEP CHANGE BOUNDARY CONDITIONSDEFAULTPRINT OUTPUT CONTROLSNO PRINTOUTDATABASE OUTPUT CONTROLSALL DATA WRITTENFOR THE LAST SUBSTEP(4

10、) 列出節(jié)點結(jié)果： 點擊 main mean>general postproc>list results>nodal solution 選擇 stress >von mises stresso 截取一部分如下圖：PRNSQLFilePRINT S NODfiL SOLUTION PER NODE* POST1 NODfiL STRESS LISTING *PouerGraphics Is Currently EnabledLOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1TIME= 1.0000LOftDCftSE= 0NODAL RESULTS ARE FOR MATER

11、IAL 1NODESIS2S3SINTSEQU1-74833.-010690E+06-024472E+060.16989E+060.15637E+06234320.11526.-1264.635584.31280.3-42719.-80946.-0.17428E+060.13156E+060.11748E+064-26446.-45506.-0.10531E+067886871403.5-8947.9-18840.-42741.3379330098.6-56033.-79623.-0.18160E+060.12557E+060.11561E+067-56059.-92541.一D21743E+

12、06fk16137E+060.14658E+0f；8-43833.-81084.-0.19783E+060.15399E+060.13954E+069-65082.-010874E+06-025452E也60.18944E+060.17182E+06八 PRNSOL CommandFile* P0ST1 NODAL STRESS LISTING * Pov/erGraphics Is Currently EnabledLOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1TIME= 1.0000LOADCASE= QNODAL RESULTS ARE FOR MATERIAL 1NODESIS2S3S

13、INTSEQU3816659.4357.71333.715326.14091.3913243.2647.4-3322.216565.14640.4010716-2983.7-1432.612149.10758.419133.32678.4-560.149693.48644.3427060.01466.3-1987.89047.87918.0435187.7705.75-902.076089.85503.6443696.1-219.02-4221.07917.16883.9451944.1226.99-4547.16491.25850.6462890.3-166.84-8655.011545.1

14、0363.472545.829.563-11009.13554.12488.481528.5322.23-12710.14239.13676.(5)查看位移云圖：點擊 Main Menu/General Postproc/Plot Resu It /Contour Plot/NodalSolu,選擇(odal Solution/Dof Solution/Displacement Vector sumoMODAL SOLUTIONANSYSSTEELL SUB -L TIME-L 3SUMRSYS-0(AVG)DMX =.065239 5MX =065239DEC 31 201S 09:24:2

15、4.014438.028995.043493.05799.007249.021746.036244.350741.0G5239ANSYS zhuo(6)查看應(yīng)力云圖:點擊 Main Menu/General Postproc/Plot Resu It /Co ntour Plot,選擇Nodal Solution/Stress/von Mises stresso五、結(jié)果正確性分析通過計算結(jié)果來看，理論結(jié)果顯示與實際情況基本一致，可以初步認(rèn)定結(jié)果正確，所 采用的基本假設(shè)和力的施加方式等沒有出現(xiàn)問題。六、改進分析分析過程中軟件岀現(xiàn)如下提示：因此我們可以通過采用中間節(jié)點進行計算或者將八節(jié)點單元換成十節(jié)點單元的方式提高對本次模型的分析精度。七、總