弹性力学有限元分析实验报告

山东理工大学综合、设计性实验报告纸共3页第1页姓名学号学院专业班级成绩

选用单元类型，采用solid42平面单元。

设定材料属性，设定材料参数是206

E=

离散几何模型，设置Size：Element edge length 选择其中的Quad和Free，点击Mesh划分单元。

13 保存文件退出Ansys

实验报告内容分析：

1、应力多集中在圆孔附近，靠上端受拉，右下端受压，其他部分应力分布均匀，位移突变是导致应力突

有限元分析实验报告

有限元分析实验报告 有限元分析实验报告 引言 有限元分析是一种广泛应用于工程领域的数值计算方法，它可以通过将复杂的结构划分为许多小的有限元单元，通过计算每个单元的力学特性，来模拟和预测结构的行为。本实验旨在通过有限元分析方法，对某一结构进行力学性能的分析和评估。 实验目的 本实验的目的是通过有限元分析，对某一结构进行应力和变形的分析，了解该结构的强度和稳定性，为结构设计和优化提供参考。 实验原理 有限元分析是一种基于弹性力学原理的数值计算方法。它将结构划分为许多小的有限元单元，每个单元都有自己的力学特性和节点，通过计算每个单元的应力和变形，再将其组合起来得到整个结构的力学行为。 实验步骤 1. 建立有限元模型：根据实际结构的几何形状和材料特性，使用有限元软件建立结构的有限元模型。 2. 网格划分：将结构划分为许多小的有限元单元，每个单元都有自己的节点和单元材料特性。 3. 材料参数设置：根据实际材料的力学特性，设置每个单元的材料参数，如弹性模量、泊松比等。 4. 载荷和边界条件设置：根据实际工况，设置结构的载荷和边界条件，如受力

方向、大小等。 5. 求解有限元方程：根据有限元方法，求解结构的位移和应力。 6. 结果分析：根据求解结果，分析结构的应力分布、变形情况等。 实验结果与分析 通过有限元分析，我们得到了结构的应力和变形情况。根据分析结果，可以得出以下结论： 1. 结构的应力分布：通过色彩图和云图等方式，我们可以清楚地看到结构中各个部位的应力分布情况。通过对应力分布的分析，我们可以了解结构的强度分布情况，判断结构是否存在应力集中的问题。 2. 结构的变形情况：通过对结构的位移分析，我们可以了解结构在受力下的变形情况。通过对变形情况的分析，可以判断结构的刚度和稳定性，并为结构的设计和优化提供参考。 实验结论 通过有限元分析，我们对某一结构的应力和变形进行了分析和评估。通过对应力分布和变形情况的分析，我们可以判断结构的强度和稳定性，并为结构的设计和优化提供参考。有限元分析是一种强大的工具，可以在工程领域中广泛应用，为结构设计和优化提供支持。

ANSYS实验报告

一、实验目的： 综合训练和培养学生利用有限元技术进行机械系统分析和设计的能力，独立解决本专业方向实际问题的能力；进一步提高学生创新设计、动手操作能力，为将来所从事的机械设计打下坚实的基础。 二、实验环境 1.硬件：联想计算机1台 2.软件：CAE软件ANSYS 三、实验内容 任务：主要训练学生对机械结构问题分析规划的能力，能正确利用有限元分析软件ANSYS建立结构的有限元模型，合理定义单元、分析系统约束环境，正确加载求解，能够提取系统分析结果。通过实验分析使学生了解和掌握有限元技术辅助机械系统设计和分析的特点，推动学生进行创新设计。 本组数据： 要求：本实验要求学生以高度的责任感，严肃认真、一丝不苟的态度进行设计，充分发挥主观能动性，树立正确的设计思想和良好的工作作风，严禁抄袭和投机取巧。同时，按以下要求进行设计： 1、按照国家标淮和设计规范进行设计：塔式起重机设计规范GB/T 13752-92；起重机设计规范GB/T3811-2008；钢结构设计规范GB 50017-2003；塔式起重机安全规程GB 5144-2006。 2、进行塔式起重机起重臂的设计，额定起重力矩为630 kN?m、800 kN?m、1000 kN?m、1250

kN m分别进行最大幅度为40m、45m、50m、55m、60m的起重臂的设计、计算。（800kN.m 30m） 3、综合运用学过的力学知识和有限元理论，设计起重臂的结构及主肢和腹杆的参数，构造起重臂的有限元模型，选择合适的单元，施加合适的载荷和边界条件，对结构进行静力分析，提取结果，进行强度和刚度校核，撰写实验报告并总结。 四、实验步骤： （一）问题分析 设计起重臂的结构及主肢和腹杆的参数，构造起重臂的有限元模型，选择合适的单元，施加合适的载荷和边界条件，对结构进行静力分析，提取结果，进行强度和刚度校核模型简化 起重臂根部通过销轴与塔机回转节相连，在臂架起升平面可视为铰接 (二)实验过程： 1、准备工作

南理工有限元分析实验报告

有限元上机实验报告 学生专业 学生学号 学生姓名 实验日期 南京理工大学机械工程学院

一、实验设备 机械工程软件工具包Ansys 二、实验主要流程和步骤 （1）建立有限元模型的几何、输入模型的物理和材料特性、边界条件和载荷的描述、模型检查的整个过程。具体操作如下： ①定义文件名 ②建模 ③选用单元类型 ④设定单元的厚度 ⑤设定材料属性 ⑥离散几何模型 ⑦施加位移约束 ⑧施加压强 ⑨查看最后的有限元模型 （2）对建立的有限元模型选择相应的求解器进行求解运算。 （3）对计算结果进行考察和评估，比如绘制应力、变形图，将结果与失效准则进行比较等。 习题1 1、已知条件 简支梁如图3.1.1所示，截面为矩形，高度h=200mm ，长度L=1000mm ，厚度t=10mm 。上边承受均布载荷，集度q=1N/mm 2，材料的E=206GPa ，μ=0.29。平面应力模型。 X 方向正应力的弹性力学理论解如下： )534()4 (6222 23-+-=h y h y q y x L h q x σ

2、目的和要求 （1）在Ansys 软件中用有限元法探索整个梁上x σ，y σ的分布规律。 （2）计算下边中点正应力x σ的最大值；对单元网格逐步加密，把x σ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4节点四边形平面等参元的求解精度。 3、实验步骤 （1） 定义文件名， （2）建模， （3）选用单元类型 （4） 设定单元的厚度 （5） 设定材料属性 （6） 离散几何模型 （7）施加位移约束 （8） 施加压强 （9） 查看最后的有限元模型 （10） 提交计算 （11） 查看位移 （12） 查看模型X 方向应力 （13） 查看X 方向上的应力关于X 轴的位移图 模型图

有限元2-弹性力学平面问题有限单元法(2.1三角形单元,2.2几个问题的讨论)分析

第2章弹性力学平面问题有限单元法 2.1 三角形单元(triangular Element) 三角形单元是有限元分析中的常见单元形式之一，它的优点是: ①对边界形状的适应性较好，②单刚形式及其推导比较简单,故首先介绍之。 一、结点位移和结点力列阵 设右图为从某一结构中取出的一典型三角形单元。 在平面应力问题中，单元的每个结点上有沿x、y两个方向的力和位移，单元的结点位移列阵规定为：相应结点力列阵为: (式2-1-1) 二、单元位移函数和形状函数 前已述及，有限单元法是一种近似方法，在单元分析中，首先要求假定（构造）一组在单元内有定义的位移函数作为近似计算的基础。即以结点位移为已知量，假定一个能表示单元内部（包括边界）任意点位移变化规律的函数。 构造位移函数的方法是：以结点(i,j,m)为定点。以位移(u i ,v i ,…u m v m ) 为定点上的函数值，利用普通的函数插值法构造出一个单元位移函数。 在平面应力问题中，有u,v两个方向的位移,若假定单元位移函数是线性的,则可表示成: (,) 123 u u x y x y ααα ==++ 5 46 (,) v v x y x y ααα ==++(2-1-2)a 式中的6个待定常数α1 ,…, α6 可由已知的6个结点位移分量(3个结点的坐标) {} ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? = m j i m e d d d d m j j i v u v u v u i {} i i j j m X Y X (2-1-1) Y X Y i e j m m F F F F ?? ?? ???? ???? ?? == ???? ???? ?? ?? ?? ?? ??

有限元分析报告

有限元法在工程领域的发展现状和应用 有限元法(Finite Element Method,FEM),是计算力学中的一种重要的方法,它是20世纪50年代末60年代初兴起的应用数学、现代力学及计算机科学相互渗透、综合利用的边缘科学。有限元法最初应用在工程科学技术中,用于模拟并且解决工程力学、热学、电磁学等物理问题。对于过去用解析方法无法求解的问题和边界条件及结构形状都不规则的复杂问题,有限元法则是一种有效的分析方法。 近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算，其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器，国防军工，船舶，铁道，石化，能源，科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃，主要表现在以下几个方面： （1）增加产品和工程的可靠性 （2）在产品的设计阶段发现潜在的问题 （3）经过分析计算，采用优化设计方案，降低原材料成本 （4）模拟试验方案，减少试验次数，从而减少试验经费 一、有限元法的基本思想 有限元法的基本思想是先将研究对象的连续求解区域离散为一组有限个且 按一定方式相互联结在一起的单元组合体。由于单元能按不同的联结方式进行组合,且单元本身又可以有不同形状,因此可以模拟成不同几何形状的求解小区域; 然后对单元(小区域)进行力学分析,最后再整体分析。这种化整为零,集零为整的方法就是有限元的基本思路。 有限元法分析计算的思路和做法可归纳如下： 1物体离散化 将某个工程结构离散为由各种单元组成的计算模型，这一步称作单元剖分。离散后单元与单元之间利用单元的节点相互连接起来；单元节点的设置、性质、数目等应视问题的性质，描述变形形态的需要和计算进度而定（一般情况单元划分越细则描述变形情况越精确，即越接近实际变形，但计算量越大）。所以有限元中分析的结构已不是原有的物体或结构物，而是同新材料的由众多单元以一定方式连接成的离散物体。这样，用有限元分析计算所获得的结果只是近似的。如果划分单元数目非常多而又合理，则所获得的结果就与实际情况相符合。 2单元特性分析 （1）选择位移模式 在有限单元法中，选择节点位移作为基本未知量时称为位移法；选择节点力作为基本未知量时称为力法；取一部分节点力和一部分节点位移作为基本未知量时称为混合法。位移法易于实现计算自动化，所以，在有限单元法中位移法应用范围最广。 当采用位移法时，物体或结构物离散化之后，就可把单元中的一些物理量如

弹性力学有限论文

弹 性 力 学 有 限 元 论 文 系别：土木工程系 专业：建筑工程 姓名：何鑫哲 学号：143109086

弹性力学有限元位移法原理 一、有限单元法的起源 有限单元法的形成可以追溯到20世纪50年代甚至更早些时间，基本思路来源于固体力学中矩阵位移法的发展和工程师对结构相似性的直觉判断。对不同结构的杆系、不同的载荷，用矩阵位移法求解都可以得到统一的公式。在1952-1953年期间， R·W·Clough和M·J·Turner在分析飞机三角翼振动问题时，提出了把平面应力 三角形或矩形板组合起来表达机翼刚度的方法，当时被称为直接刚度法。1956年 M·J·Turn er，R·W·Clough，H·C·Martin，L·J·Topp在纽约举行的航空学会年会上发表论文《Stiffness and deflection analysis of complex structures》(复杂结构 的刚度和变形分析)介绍了这种新的计算方法，从而将矩阵位移法推广推广到求解弹性力学平面应力问题。它们把平面板壳结构划分为一个个三角形和矩形的“单元”，利用单元中近似位移函数，求得单元节点力与结点位移关系的单元刚度矩阵。1960 年，R·W·Clough在论文《The finite element in plane stress analysis》(平面应力分析的有限元法)中首次提出了有限单元（Finite Element）这一术语，他也 因此被称为“有限单元之父” 二、有限元法的基本思想 有限元法是一种结构分析的方法，正如O·C·Zienkiewicz所说的：“人类思维的限制在于不能通过一步运算就掌握复杂环境和事物的行为。因此，先把所有系统分解为它们的元件或单元，这些元件的行为已经被充分的了解，再把元件重新组装成原来的系统来研究系统的行为”。可以看出有限元法的基本思想是将连续的求解区域离散为一组由有限个单元组成并按一定方式相互连接在一起的单元组合体来加以分 析。 三、有限单元法的数学基础 当有限单元法成功的应用于求解弹性力学平面问题之后，下一步要解决的问题就是 能否把这种方法应用于求解其他连续介质问题。在寻找连续介质问题近似算法的时候，数学家们发展了微分方程的近似解法，包括有限差分方法，变分原理和加权余量法。 四、有限元分析的基本步骤 ⑴建立研究对象的近似模型 ⑵将研究对象分割成有限数量的单元 ⑶用标准方法对每一个单元提出一个近似解 ⑷将所有单元按标准方法组合成一个与原有系统近似的系统 ⑸用数值方法求解这个近似系统 ⑹计算结果处理与结构验证 五、一维杆的有限位移法分析 本文以一维直杆的分析为例子，研究有限元位移法基本原理和求解过程。 ⑴虚位移原理推到一维直杆单元的刚度方程 如下图所示一维直杆，已知直杆杆长为L，横截面积为A，材料弹性模量为E，所受轴向分布载荷集度为q(x)。杆端位移分别记为u i，u j，杆端力分别记为S i，S j。

弹性力学同有限元分析的关系

弹性力学同有限元分析的关系 弹性力学：弹性力学也称弹性理论，主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移，从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。 是固体力学的重要分支，它研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的变形和内力。 研究对象：包括杆状构件在内的各种形状的弹性体。 弹性力学基本规律：变形连续规律、应力-应变关系和运动(或平衡)规律，它们有时被称为弹性力学三大基本规律。弹性力学中许多定理、公式和结论等，都可以从三大基本规律推导出来。 弹性力学同材料力学的比较 1、研究内容：基本上没有什么区别。弹性力学也是研究弹性体在外力作用下的平衡和运动，以及由此产生的应力和变形。 2、研究的对象：材料力学基本上只研究杆、梁、柱、轴等杆状构件，即长度远大于宽度和厚度的构件；弹性力学虽然也研究杆状构件，但还研究材料力学无法研究的板与壳及其它实体结构，即两个尺寸远大于第三个尺寸，或三个尺寸相当的构件。 3、研究的方法： 相同点：静力学、几何学与物理学三方面进行研究； 不同点：材料力学：

对构件的整个截面建立分析方程，引用一些截面的变形状况或应力情况的假设，因而得出的结果往往是近似的，不精确。 弹性力学： 对构件采用无限小单元体来建立分析方程的，因而无须引用那些假设，分析的方法比较严密，得出的结论也比较精确。所以，可以用弹性力学的解答来估计材料力学解答的精确程度，并确定它们的适用范围。 从几何形状复杂程度来考虑可以分为： 1）简单形状变形体—材料力学 2）任意形状变形体—弹性力学 任意变形体是有限元方法处理的对象，因而，弹性力学中有关变量和方程的描述是有限元方法的重要基础。 弹性力学的弱点：由于研究对象的变形状态较复杂，处理的方法又较严谨，因而解算问题时，往往需要冗长的数学运算。但为了简化计算，便于数学处理，它仍然保留了材料力学中关于材料性质的假定。

有限元分析及理论上机报告

有限元分析及理论上机报告 报告（一） Demo7 stress 一、问题描述 一个承受拉力的平板，在其中心位置有一个小圆孔，其结构尺寸如下图所示，要求分析其结构圆孔处的Mises应力分布。 材料特性： 弹性模量E = 210000 MPa，泊松比 =0.3 拉伸载荷：P=100MPa 平板厚度：d=1mm 二、方法概述，建模思路和分析策略 1由于薄板只在边缘上受到了平行于板面的并沿厚度均匀分布的力，所以平板处于平面应力状态。在创建部件（Part）时，薄板的模型所在空间(Space)设置为（2D Planer）,绘制图形。

2由于该平板受力模型的结构和载荷是对称的，所以，可以取用模型的1/4进行分析。其图形如下所示。 3材料为线弹性材料，其材料属性设置为Elasticity中的Elastic，设置其弹性模量（E=210000MPa）和泊松比（ =0.3）。薄板属于实体，其截面属性种类为实体（Solid），然后赋予其截面属性。 4由薄板的受力情况和分析要求可知，薄板的应力分析为线性/非线性的静力学分析，所以其分析步的类型为Static、General，不用考虑几何非线性（NLgeom>off）。5模型所受的载荷为均布压力，使用载荷类型为（pressure）。由于模型的对称，所以对模型的左侧和底部的边界线设置边界条件，固定边界。由受力分析结果可得： 左侧边界为XSYMM，底部边界为YSYMM。 6中心圆孔处为应力集中区域，且为分析结果要求重点，应局部网格加密。划分网格，然后提交分析。 三、分析过程中遇到的问题及解决方法 分析过程中没有遇到什么问题，但是需要注意几个方面。 1、在定义截面属性时，应注意的是平面应力分析问题的截面属性不是shell，而 应该是solide（实体）。其次注意平面的厚度。一会吧

应力分析中的弹性理论和有限元分析

应力分析中的弹性理论和有限元分析在工程领域中，应力分析是一项非常重要的技术，它可以帮助 工程师预测材料在受到力的作用下的变形情况和材料的强度。应 力分析有两种常用的方法：弹性理论和有限元分析。 弹性理论是基于胡克定律和泊松比等基本假设，通过数学模型 来描述材料在受力作用下的弹性变形情况。该理论可以有效地预 测材料在受力后的变形和应力分布情况。弹性理论适用于线性弹 性材料，即材料满足拉伸和压缩变形曲线呈线性关系。由于弹性 理论的假设较为理想化，故只适用于一些简单的结构。 而有限元分析则运用数值方法，将结构离散化为一个个小单元，把问题简化成一系列未知的连续函数，然后通过数学方法求解。 有限元分析的适用性非常广泛，因为它可以处理复杂的结构和非 线性材料。它可以计算复杂工程结构在受力后的变形和应力分布 情况，并提供有关材料在受力作用下的强度和刚度信息。 虽然弹性理论和有限元分析都能计算材料在受力后的应力分布，但它们的适用范围不同。弹性理论只适用于线性弹性材料和一些 较简单的工程结构。而有限元分析可以适用于不同的材料和工程 结构，并能够模拟最复杂的现实情况。此外，有限元分析还可以

通过改变模型形状、边界条件和材料参数进行多种参数分析，进一步优化设计方案。 当然，有限元分析也有其缺点。由于计算机容量和计算资源限制，有限元分析在计算大型复杂结构和长时间的计算中，计算速度较慢。而且，有限元分析需要许多预处理统计工作，计算结果的准确性取决于这些工作的质量。 总的说来，弹性理论和有限元分析都是应力分析的重要方法。虽然相比之下，有限元分析的适用范围更广，但它也要求更多的计算资源和时间，而且需要许多预处理工作。在实际工程中，应力分析的选择取决于结构的设计，成本和计算资源等因素。需要在不同的方法中进行权衡考虑，以求最优的分析结果。

工程力学中的弹性力学分析

工程力学中的弹性力学分析 弹性力学是工程力学中的一个重要分支，研究物体在外力作用下的 变形和应力分布规律。它的应用广泛，涉及到许多领域，如结构设计、材料科学等。本文将介绍弹性力学的基本概念、应力和应变的关系以 及一些常见的弹性力学分析方法。 一、弹性力学的基本概念 1.1 响应函数 在弹性力学中，响应函数描述了物体对外力的响应。它是外力和物 体的变形之间的关系，通常用应力-应变关系表示。响应函数的形式根 据物体的几何形状和材料的性质而定。 1.2 弹性力学模型 弹性力学模型用于描述物体的变形行为。常见的模型有胡克定律、 泊松比等。胡克定律指出应力和应变成正比，泊松比描述了材料在受 拉伸或压缩时横向收缩或扩张的程度。 1.3 应力集中与材料破坏 应力集中是指物体中某一点受到的应力远大于其周围区域的应力。 当应力集中超过了材料的极限强度时，材料可能发生破坏。弹性力学 分析常考虑应力集中和材料的极限强度，以保证结构的安全性。 二、应力和应变的关系

应力和应变是弹性力学中的核心概念，用于描述物体受力后的变形 行为。应力是单位面积上的力，可以分为正应力、剪应力等。应变是 物体长度或体积相对变化的度量，可以分为线性应变、剪应变等。 三、常见的弹性力学分析方法 3.1 静力学方法 静力学方法是最基本的弹性力学分析方法之一，根据力平衡定律和 物体的几何特征来求解应力和位移。通常适用于简单的静力学问题， 如梁的弯曲和轴的伸缩。 3.2 弹性势能法 弹性势能法是一种能量方法，将物体的变形看作是内能的变化。通 过最小化弹性势能的原理，可以得到物体的平衡位置和应力分布。这 种方法适用于复杂的弹性力学问题，如结构的稳定性分析。 3.3 有限元方法 有限元方法是一种数值分析方法，将实际物体离散为有限数量的单元，通过求解单元边界的约束条件来获得整个物体的应力和位移分布。这种方法适用于复杂的几何形状和材料非均匀性的问题。 四、弹性力学在工程中的应用 弹性力学在工程领域有广泛的应用。例如，在结构设计中，弹性力 学分析用于确定结构的强度和稳定性。在材料科学中，弹性力学可以

有限元分析报告【范本模板】

西安市新城区某公司科研办公楼结构设计 有限元分析报告 撰写人：王平 班级：工程力学1203 学号：********* ****: *** 2016年6月15日

目录 1 工程概况 (2) 2 分析依据 (3) 3 荷载与计算工况 (4) 3.1荷载简化及荷载组合 (4) 3.2 边界条件 (4) 3.3 工况 (5) 4 有限元模型 (5) 4。1 基本假定 (5) 4.2 力学模型 (6) 4.3 主要物理参数取值 (6) 4。4单元选取 (7) 4.5分网与有限元模型 (8) 5 静力分析 (9) 5.1模态结果 (9) 5.2静力分析结果 (12) 5。3 强度校核 (15) 6基于ANSYS、PKPM、手算的误差分析 (17) 6。1计算原理的不同 (17) 6。2 研究对象的复杂性 (18)

1 工程概况 工程名称：西安市新城区某公司科研办公楼； 建筑所在地:西安市； 建设规模：总建筑面积约4700m2，主体结构6层,无地下室。结构总高度22。5m，底层结构高度4。5m，其余层结构高度为3。6m，几何模型图如图1所示； 抗震设防烈度：抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值0。2g，第一组.场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.35s。周期折减系数为0.75. 建筑设计使用年限：50年。 结构重要性等级：二级。 图1 框架几何模型图

2 分析依据 框架结构是由梁、板、柱以刚接相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁、板、柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖直荷载。本设计报告采用ANSYS有限元软件分析。 根据框架结构体系特点,本结构分析主要依据以下国家规范： [1]国家标准：《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012)。北京：中国建筑工业出版社.2012; [2］国家标准:《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010）.北京：中国建筑工业出版社。2010； [3]国家标准：《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010)。北京:中国建筑工业出版社。2010； ［4]建筑、勘察等技术文件。

弹性力学与有限元法分析及实例讲解

弹性力学与有限元法分析 弹性力学是固体力学的一个重要分支，是研究弹性固体在受外力作用、温度 改变、边界约束或其他外界因素作用下而发生的应力、形变和位移状态的科学。有限单元法是力学、数学、物理学、计算方法、计算机技术等多种学科综合发展和结合的产物，是随着计算机技术的广泛应用而迅速发展起来的一种数值分析方法。有限元法的基本思想就是化整为零，分散分析，再集零为整。即用结构力学方法求解弹性力学问题，实质是将复杂的连续体划分为有限多个简单的单元体，单元体之间仅仅通过结点相连，实现化无限自由度问题为有限稀有度问题，将连续场函数的（偏）微分方程的求解问题转化为有限个参数的代数方程组的求解问题。 有限元方法经过近半个世纪的发展，目前已经成为各种工程问题特别是结构分析问题的标准分析方法，而有限元软件也已成为现代结构设计中不可缺少的工具。有限元软件是有限元理论通向实际工程应用的桥梁，它的应用极大地提高了力学学科解决自然科学和工程实际问题的能力，进一步促进了有限元方法的发展。ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，广泛用于机械制造、石油化工、航空航天、汽车交通、土木工程、造船、水利等一般工业及科学研究。 ANSYS 软件的组成： （一）前处理模块 该模块为用户提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，可以方便的构造有限元模型，软件提高了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。包括： 1.实体建模：参数化建模，布尔运算及体素库，拖拉、旋转、拷贝、蒙皮、倒角等。 2.自动网格划分，自动进行单元形态、求解精度检查及修正。 3.在集合模型上加载：点加载、分布载荷、体载荷、函数载荷。 4.可扩展的标准梁截面形状库。 （二）分析计算模块 该模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力。 （三）后处理模块 将计算结果以彩色等值线、梯度、矢量、粒子流、立体切片、透明及半透明等图形方式显示出来，也可以用图表、曲线形式显示或输出。 由于现在只是对ANSYS 工程软件有初步的了解和掌握，所以本次作业仅以（1）结构静力学分析为例，运用ANSYS 软件对汽车连杆进行受力分析；（2） 三杆桁架的优化设计为例。

皮筋弹力分析实验报告

皮筋弹力分析实验报告 1. 引言 弹力是物体受到外力作用后恢复原状的能力。皮筋是一种具有较好弹力的弹性材料，在日常生活中广泛使用，如橡皮筋、拉力绳等。为了深入了解皮筋的弹力特性，进行了皮筋弹力分析实验。 2. 实验目的 1. 通过测量不同拉伸长度对皮筋的变形量和恢复能力进行观察和分析。 2. 探究皮筋弹力与材料特性的关系。 3. 实验材料和仪器 - 皮筋 - 测量尺 - 质量秤 - 实验台 - 计时器 4. 实验过程 1. 将实验台上固定一端的皮筋，使其自然垂直悬挂。 2. 将尺子固定在实验台上，作为参考线。 3. 在皮筋的另一端挂上一定的质量，并记录下其拉伸长度。 4. 用计时器测量皮筋拉伸后的恢复时间，并记录下来。 5. 将质量依次变化，并记录下相应的拉伸长度和恢复时间。 5. 实验结果 通过实验得到的数据如下表所示：

质量/g 拉伸长度/cm 恢复时间/s 10 5.2 0.12 20 9.8 0.25 30 14.3 0.37 40 18.6 0.43 50 23.1 0.52 6. 数据处理和分析 6.1 拉伸长度与质量的关系 根据实验数据可绘制拉伸长度与质量的图表如下图所示：  由图表可看出，拉伸长度随着质量的增加而增加，呈线性关系。这说明皮筋在受力时会发生变形，变形程度与受力大小成正比。 6.2 恢复时间与质量的关系 根据实验数据可绘制恢复时间与质量的图表如下图所示：  由图表可看出，恢复时间随着质量的增加而增加。这说明皮筋的恢复能力与受力大小有一定关系，当质量增加时，皮筋的变形程度增大，恢复所需时间也相应增加。 7. 结论 通过皮筋弹力分析实验，得出以下结论： 1. 皮筋的弹力与质量有关，拉伸长度和质量成正比关系。

ansys有限元分析报告

ANSYS有限元分析报告 1. 简介 在工程设计领域，有限元分析是一种常用的数值分析方法，通过将复杂的结构 划分为有限数量的单元，然后对每个单元进行力学和物理特性的计算，最终得出整个结构的响应。ANSYS是一款流行的有限元分析软件，提供了丰富的工具和功能，可用于解决各种工程问题。 本文将介绍ANSYS有限元分析的基本步骤和流程，并以一个实际案例为例进 行说明。 2. 步骤 2.1 确定分析目标 首先要确定分析的目标。这可以是结构的强度分析、振动分析、热传导分析等。根据目标的不同，还需确定所需的加载条件和边界条件。 2.2 几何建模 在进行有限元分析之前，需要进行几何建模。在ANSYS中，可以使用几何建 模工具创建和编辑结构模型。这包括定义几何形状、尺寸和位置等。 2.3 网格划分 网格划分是有限元分析的关键步骤。通过将结构划分为多个单元，可以将结构 分解为有限数量的离散部分，从而进行数值计算。在ANSYS中，可以使用网格划 分工具进行自动或手动划分。 2.4 材料属性定义 在进行有限元分析之前，需要定义材料的物理和力学属性。这包括弹性模量、 泊松比、密度等。ANSYS提供了一个材料库，可以选择常见材料的预定义属性， 也可以手动定义。 2.5 加载和边界条件定义 在进行有限元分析之前，需要定义加载和边界条件。加载条件可以是力、压力、温度等。边界条件可以是支撑、固定或自由。

2.6 求解和结果分析 完成前面的步骤后，可以开始求解分析模型。ANSYS将应用数值方法来解决有限元方程组，并计算结构的响应。一旦求解完成，可以进行结果分析，包括位移、应力、应变等。 2.7 结果验证和后处理 在对结果进行分析之前，需要对结果进行验证。可以使用已知的理论结果或实验数据进行比较，以确保分析结果的准确性。完成验证后，可以进行后处理，生成报告或结果图表。 3. 案例分析 在本案例中，将针对一个简单的悬臂梁进行有限元分析。 3.1 确定分析目标 本次分析的目标是确定悬臂梁在给定加载条件下的应力分布和变形。 3.2 几何建模 使用ANSYS的几何建模工具，创建一个悬臂梁的几何模型。定义梁的长度、宽度和高度。 3.3 网格划分 对悬臂梁进行网格划分，将其划分为多个单元。可以使用ANSYS的网格划分工具进行自动划分。 3.4 材料属性定义 定义悬臂梁的材料属性，包括材料的弹性模量和泊松比。 3.5 加载和边界条件定义 定义加载条件，施加一个向下的力在梁的末端。定义边界条件，将梁的一端固定。 3.6 求解和结果分析 开始求解分析模型，并得到悬臂梁在加载条件下的位移、应力和应变分布。 3.7 结果验证和后处理 将计算得到的结果与已知理论结果进行比较，以验证分析的准确性。生成结果图表和报告。

基于ANSYS的车架有限元分析报告

基于ANSYS的车架有限元分析报告 一、引言 车架是汽车的重要组成部分之一，它承载着车身、引擎等重要部件， 并且需要具备良好的强度和刚度特性。为了确保车架设计的合理性和安全性，有限元分析方法被广泛应用于车架的设计和优化过程中。本报告通过 使用ANSYS软件对车型的车架进行有限元分析，旨在揭示其结构的力学性能，并提出相应的优化建议。 二、建模与网格划分 首先，根据实际情况对车架进行几何建模，包括车架材料的选择、主 要结构的划分等。然后，采用ANSYS软件对车架进行网格划分，以保证有 限元分析的准确性和计算效率。在划分网格时，应根据不同结构部位的重 要程度和应力集中程度进行细致划分，以获得较为准确的应力分布。 三、材料属性设置 车架材料的力学性能参数对有限元分析结果具有重要影响。在本次分 析中，我们选取了一种常用的高强度钢材料作为车架的材料，并设置相应 的材料属性。这些属性包括弹性模量、泊松比、密度等参数。要注意的是，这些参数需要结合实际情况和材料测试数据进行设置，以确保分析结果的 准确性。 四、约束条件设置 在有限元分析中，约束条件的设置对于分析结果的准确性至关重要。 在车架分析中，我们通常可以假设一些约束条件，比如悬挂点的约束、底

盘支撑点的固定等。这些约束条件可以对车架进行限制，并模拟实际使用 中的约束情况。 五、载荷设置 在有限元分析中，合理地设置载荷条件对于车架分析的准确性和可靠 性也非常重要。可以根据实际情况对不同工况下的载荷进行设置，比如车 辆加速、制动、转弯等。这些载荷会对车架产生不同的应力和变形，从而 可以评估车架在不同工况下的强度和刚度特性。 六、分析结果与讨论 通过ANSYS的有限元分析，我们可以获得车架在不同工况下的应力分布、变形情况等。根据实际情况，可以评估车架结构的强度和刚度，并分 析其受力情况和问题所在。在本次分析中，我们得出了车架各个关键部位 的最大应力和变形情况，并进一步进行了分析和讨论。根据分析结果，我 们可以找出车架结构中的问题，并提出相应的优化建议，比如增加固定支 撑处的材料厚度、调整关键连接点的设计等。 七、优化建议 根据分析结果和问题所在，本报告提出了以下优化建议： 1.增加固定支撑处的材料厚度，以提高其刚度和强度。 2.优化关键连接点的设计，避免应力集中现象的发生。 3.考虑采用其他更轻量化的材料，以减轻整体重量和提高燃油经济性。 4.进一步分析和优化车架几何结构，以提高其整体刚度和抗扭刚度。 八、结论

弹性力学基础及有限单元法

第一章 1、弹性力学的任务是什么 弹性力学的任务是分析各种结构物或其构件在弹性阶段的应力和位移，校核它们是否具有所需的强度和刚度，并寻求或改进它们的计算方法。 2、弹性力学的基本假设是什么？为什么要采用这些假设？ (1) 假设物体是连续的——物体内部由连续介质组成，物体中没有空隙，因此物体中的应力、应变、位移等量是连续的•可以用坐标的连续函数表示。实际上，所有的物体均由分子构成，但分子的大小及分子间的距离与物体的尺寸相比是很微小的，故可以不考虑物体内的分个构造。根据这个假设所得的结果与实验结果是符合的。 (2) 假设物体是匀质的和各向同性的一一物体内部各点与各方向上的介质相同， 因此，物体各部分的物理性质是相同的。这样，物体的弹性常数(弹性模量、泊松比)不随位置坐标和方向而变化。钢材由微小结晶体组成，晶体本身是各向异性的、但由于晶体很微小而排列又不规则，按其材料的平均性质，可以认为钢材是各向同性的。木材不是各向同性的。 (3) 假设物体是完全弹性的一一物体在外加因家(裁荷、温度变化等)的作用下发生变形，在外加固素去除后，物体完全恢复其原来形状而没有任何剩余变形。同时还假定材料服从胡克定律，即应力与形变成正比。 (4) 假设物体的变形是很小的——在载荷或温度变化等的作用下，物体变形而产生的位移，与物体的尺寸相比，是很微小的。在研究物体受力后的平衡状态时， 可以不考虑物体尺寸的改变。在研究物体的应变时，可以赂去应变的乘积，因此， 在微小形变的情况下弹性理论中的微分方程将是线性的。 (5) 假设物体内无初应力一一认为物体是处于自然状态，即在载荷或温度变化等作用之前，物体内部没合应力。也就是说，出弹性理论所求得的应力仅仅是由于载荷或温度变化等所产生的。物体中初应力的性质及数值与物体形成的历史有 关。若物体中有韧应力存在，则由弹性理论所求得的应力加上初应力才是物体中的实际应力。 上面基本假设中•假设(4)是属于几何假设，其他假设是属于物理假设。 3、举例说明各向同性的物体和各向异性的物体。 钢材由微小结晶体组成，晶体本身是各向异性的、但由于晶体很微小而排列又不规则，按其材料的平均性质，可以认为钢材是各向同性的。木材是各异性的。 4、弹性力学和材料力学相比，其研究方法和对象有什么区别？ P3 弹性力学具体的研究对象主要为梁、校、坝体、无限弹性体等实体结构以及板、壳等受 力体。 在材料力学课程中，基本上只研究所谓杆状构件，也就是长度远大干高度和觅度的构 件。这种构件在拉压、剪切、弯曲、扭转作用下的应力和位移，是材料力学的主要研究内 容。

有限元分析ansys实验报告

《ANSYS程序应用》上机实验报告 学院：机械工程学院系：机械工程专业：机械工程及自动化年级机工0911班 姓名：刘老四学号： 094057333333 组_______ 实验时间： 指导教师签字：成绩： A N S Y S程序应用基础 一、实验目的和要求 1.了解ANSYS软件的界面和基本功能，初步掌握使用ANSYS软件求解问题基本 步骤；初步掌握使用ANSYS软件求解杆系结构静力学问题的方法； 2. 初步掌握使用ANSYS软件求弹性力学平面问题的方法。 二、实验设备和软件 台式计算机，ANSYS11.0软件。 三、实验内容 1.应用ANSYS程序求解杆系结构静力问题 2.应用ANSYS程序求解平面应力问题——直角支架结构 3.应用ANSYS程序求解平面应变问题——厚壁圆筒承受压力 要求：（1）建立有限元模型； （2）施加约束和载荷并求解； （3）对计算结果进行分析处理。 四、实验结果 1.应用ANSYS程序求解杆系结构静力问题 题 6.1 在相距a＝10m的刚性面之间， 有两根等截面杆铰接在2号点，杆件与水平 面夹角为300，在铰接处有一向下的集中力 F＝1000N，杆件材料的弹性模量E＝ 210GPa，泊松比为0.3，截面积A＝ 0.001m2，如图 6.2所示，试利用二维杆单 元LINK1确定集中力位置处的位移。杆件 变形很小，可以按小变形理论计算。

由0 30tan 2 a b ，可得b=2.89m 。 图1.0 约束图

图1.1 变形和未变形图形 表1.0 点位移矢量列表 2.应用ANSYS程序求解平面应力问题 6.3.1 直角支架结构问题 直角支架结构问题是一个简单的单一载荷步的 直角支架结构静力分析例题，图6.57中左侧的孔是 被沿圆周完全固定的，一个成锥形的压力施加在下 面右端孔的下半圆处大小为由50psi到150psi。已知 如图6.57所示的支架两端都是直径为2in的半圆， 支架厚度th＝0.5in，小孔半径为0.4in，支架拐角是 半径为0.4in的小圆弧，支架是由A36型的钢制成，杨氏模量正＝30×106psi，泊松比为0.27。

有限元分析实验报告

学生学号1049721501301实验课成绩 武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称机械中的有限单元分析 开课学院机电工程学院 指导老师姓名 学生姓名 学生专业班级机电研1502班 2015—2016学年第2学期

实验一方形截面悬臂梁的弯曲的应力与变形分析 钢制方形悬臂梁左端固联在墙壁，另一端悬空。工作时对梁右端施加垂直向下的30KN的载荷与60kN的载荷，分析两种集中力作用下该悬臂梁的应力与应变，其中梁的尺寸为10mmX10mmX100mm的方形梁。 1.1方形截面悬臂梁模型建立 建模环境：DesignModeler15.0。 定义计算类型：选择为结构分析。 定义材料属性：弹性模量为2.1Gpa，泊松比为0.3。 建立悬臂式连接环模型。 （1）绘制方形截面草图：在DesignModeler中定义XY平面为视图平面，并正视改平面，点击sketching下的矩形图标，在视图中绘制10mmX10mm的矩形。 （2）拉伸：沿着Z方向将上一步得到的矩阵拉伸100mm，即可得到梁的三维模型，建模完毕，模型如下图1.1所示。 图1.1方形截面梁模型 1.2定义单元类型： 选用6面体20节点186号结构单元。 网格划分：通过选定边界和整体结构，在边界单元划分数量不变的情况下，通过分别改变节点数和载荷大小，对同一结构进行分析，划分网格如下图1.2 所示：

图1.2网格划分 1.21定义边界条件并求解 本次实验中，讲梁的左端固定，将载荷施加在右端，施以垂直向下的集中力，集中力的大小为30kN观察变形情况，再将力改为50kN，观察变形情况，给出应力应变云图，并分析。 （1）给左端施加固定约束； （2）给悬臂梁右端施加垂直向下的集中力； 1.22定义边界条件如图1.3所示： 图1.3定义边界条件 1.23应力分布如下图1.4所示： 定义完边界条件之后进行求解。

课程设计ANSYS有限元分析报告(最完整)

有限元法分析与建模课程设计报告 学院：机电学院 专业：机械制造及其自动化指导教师： **** 学生： * *** 学号：2012011**** 2015-12-31

摘要 本文通过ANSYS10.0建立了标准光盘的离心力分析模型，采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析，同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS10.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。力求较为真实地反映光盘在光驱中实际应力和应变分布情况，为人们进行合理的标准光盘结构设计和制造工艺提供理论依据。 关键词：ANSYS10.0；光盘；应力；应变。 目录 第一章引言 (2) 1.1 引言 (2) 第二章问题描述 (3)

2.1有限元法及其基本思想 (3) 2.2 问题描述 (3) 第三章力学模型的建立和求解 (3) 3.1设定分析作业名和标题 (4) 3.2定义单元类型 (5) 3.3定义实常数 (7) 3.4定义材料属性 (9) 3.5建立盘面模型 (11) 3.6对盘面划分网格 (18) 3.7施加位移边界 (23) 3.8施加转速惯性载荷并求解 (26) 第四章结果分析 (27) 4.1 旋转结果坐标系 (28) 4.2查看变形 (28) 4.3查看应力 (30) 总结 (33) 参考文献 (33) 第一章引言 1.1 引言 光盘业是我国信息化建设中发展迅速的产业之一，认真研究光盘产业的规律和发展趋势，是一件非常迫切的工作。光盘产业发展的整体性强，宏观调控要求高，因此，对于光盘产业的总体部署、合理布局和有序发展等问题，包括节目制作、软件开发、硬件制造、节目生产、技术标准等。 在高速光盘驱动器中，光盘片会产生应力和应变，在用ANSYS分析时，要施加盘片高速旋转引起的惯性载荷，即可以施加角速度。需要注意的是，利用ANSYS 施加边界条件时，要将内孔边缘节点的周向位移固定，为施加周向位移，而且还需要将节点坐标系旋转到柱坐标系下。 本文通过ANSYS10.0建立了标准光盘的离心力分析模型，采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析，同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS10.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。