大连理工大学 有限元大作业
大连理工大学
研究生考查课
作业院系：机械工程学院
课程名称：有限元方法与应用
研究生姓名：学号：
作业成绩：
任课教师(签名)于申、张有为
交作业时间：2017年5月31日
基于ANSYS/SOLIDWORKS软件曲轴的有
限元分析
摘要：曲轴被广泛应用于汽车行业中，是汽车发动机内重要的零部件之一，其品质好坏直接影响着发动机和整车的性能。本文首先应用SOLIDWORKS软件建立了曲轴的三维实体模型，其次利用ANSYS软件完成了曲轴的有限元分析，得到了曲轴静力学和模态分析结果，其四缸曲轴的分析结果可为曲轴设计、优化提供一定的理论依据和参考。
关键字：ANSYS曲轴有限元分析SOLIDWORKS
中图分类号：TH133.2
Finite Element Analysis of Crankshaft Based on ANSYS /
SOLIDWORKS Software
Abstract:Crankshaft is widely used in the automotive industry, and is an important component in the car engine. It will have a direct impact on the quality of the engine and vehicle performance.In this paper, Crankshaft 3d modeling is created by using three-dimensional modeling SOLIDWORKS software.Then, the finite element analysis of the crankshaft is completed by ANSYS software. Meanwhile, the results of the static and modal analysis are obtained, which can provide a certain theoretical basis and reference for design and optimization of crankshaft.
Key words: ANSYSCrankshaft Finite element analysisSOLIDWORKS
1 引言
曲轴是汽车发动机的关键零件之一，其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命。曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率，承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。工作时，曲轴承受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，并且承受交变负荷的冲击作用。同时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。近年来，随着制造工业的不断发展，制造业正面临着由于经济全球化带来的激烈的市场竞争，生产者对产品的质量要求也越来越高，尤其是在汽车、航空航天等要求比较高的部门，疲劳强度的高低直接或间接地影 。
响着产品的质量[14]
本文主要分析四缸曲轴，利用SOLIDWORKS软件强大的三维建模能力，对四缸曲轴进行三维建模，并将建好的三维模型导入到ANSYS软件中，利用ANSYS软件强大的分析能力，对四缸曲轴在工作中受力状况进行分析，一方面验证了曲轴设计的合理性，另一方面为曲轴的设计和改进提供理论依据[5]。
2曲轴有限元分析的理论基础
2.1 曲轴有限元分析基本步骤
曲轴有限元分析的基本步骤主要包括以下几步：
步骤一：创建有限元模型
(l)创建几何模型;
(2)定义材料属性;
(3)划分网格(节点及单元)
步骤二：施加载荷并求解
(l)施加载荷及载荷选项，设定约束条件;
(2)求解;
步骤三：查看结果
(l)查看分析结果;
2.2曲轴受力分析
对曲轴施加的载荷主要包括三个部分，分别为连杆作用力，输出扭矩的反作用扭矩及重力[6]
。
(1) 连杆作用力
曲轴所承受的气体压力、活塞与连杆往复运动的惯性力，在工况计算时，转换到曲轴的连杆轴颈部位。
假设作用在轴颈上的压力的合力为Q c ，假定连杆轴颈作用力载荷(压力)沿连杆轴颈按二次抛物线规律分布；沿轴颈圆周120°角范围内按余弦分布。如下图1所示。
图1连杆轴颈受力分布图
Fig.1 Force of connecting rod journal
沿曲轴轴线方向设压力分布曲线的方程为：
Z =a x 2+bx +c
设轴向受力长度为2L ，将x =L,x =?L 代入上式得：
2200
aL bL c aL bL c ++=-+=
当x =0时，z =q max ，所以c =q max ，代入得：
b =0;a =?q max /L 2 又88000
84cos(3/2)3L L c x x Q q dsdx q dx θ==??? 其中：ds Rd θ=；Q c 为作用在轴颈上的总载荷。 因q x =ax 2+bx +q max =q max 1?x 2L 2 ，带入上式得：
Q c =
16q max
RL 由此可得： q max =9Q c / 16RL
沿圆周方向： q x0=q x cos ?(3θ/2)
其中： x =?L~L ，θ=?60°~60°
因此，在轴颈上的加载函数为：
()20291cos 3/216c x Q x q LR L θ??=- ???
(2) 输出扭矩的反作用扭矩
曲轴的功率通过飞轮端输出,在飞轮端面上有个较大的扭矩T, T =9550P n
其中P 为发动机的标定功率,单位Kw 。
n 为转速，r/min 。
反作用扭矩的大小等于输出扭矩,方向与输出扭矩相反。
(3) 曲轴的重力
以重力加速度的形式加到载荷中，大小为9.8N/kg 。
3 曲轴三维模型的建立
3.1SOLIDWORKS 中曲轴的三维建模
如图1所示，建立的曲轴三维模型。在SOLIDWORKS 2013软件中根据曲轴自身的结构特点及各自几何尺寸完成建模过程。首先通过建立单个连杆轴颈、曲轴轴颈、曲轴臂和平衡块，其次通过平移、旋转和镜像操作，生成曲轴的主体部分，最终生成完整模型，曲轴参数见表1，三维模型见图2。
表1曲轴主要尺寸参数
Tab.1 Crankshaft main size parameters
图2曲轴三维模型图
Fig. 23D Model diagram of crankshaft
3.2 SOLIDWORKS 文件导入到ANSYS 中
ANSYS软件自身具有建模的功能，但曲轴的结构模型较为复杂，在ANSYS中建立曲轴的三维模型比较麻烦。因此，结合SOLIDWORKS软件，利用其强大的三维建模能力建立曲轴模型，再将建立好的模型导入到ANSYS软件中。
SOLIDWORKS与ANSYS进行模型数据交换的方法很多。常用的方法有三种，如下：方法1: 把在SOLIDWORKS中建立好的模型保存为IGES格式，由于ANSYS软件中内置了IGES交换过滤器，因此，IGES格式的文件可以输入到ANSYS中。但此种导入的方法在导入结构复杂的模型时经常会造成元素的丢失，甚至影响到网格的划分；
方法2：把在SOLIDWORKS中建立好的模型保存为X_T格式，这种方法和方法一类似，也会导致某些复杂零件元素的丢失；
方法3: 利用ANSYS WORKBENCH和SOLIDWORKS之间的无缝链接，该方法的数据交换最为完整，没有数据丢失，本文采用此种方法。具体做法如下：
将SOLIDWORKS中建立好的曲轴模型→ANSYS→WORKBENCH→NEW SIMULATION便可将模型完全导入到ANSYS WORKBENCH中。导入结果如图3所示：
图3导入ANSYS后的三维实体模型
Fig. 3 3D solid model of import ANSYS
4曲轴有限元分析
4.1静力学分析及结果
4.1.1 模型属性设定
模型属性设定这里采用的曲轴的材料为铸造合金钢，其材料特性如表2:
表2 曲轴材料特性
Tab.2 Properties ofcrankshaft material
4.1.2 网格的划分
网格划分对于有限元数值模拟分析非常重要。网格的大小、形状作为网格设定的主要参数，直接影响着计算结果的准确性和和计算过程所用的时间。网格太细密，计算过程会花费大量的时间，同时对于复杂结构，会造成不同网格划分之间连接的困难。因此，应该合理选择网格的大小。本文分析的曲轴尺寸较大，所以网格划分并不需要过于细密，这里，对曲轴选用的是自动网格划分。
另外，由于曲轴结构比较复杂,如果实体建模时各种小的倒角和圆角以及油孔都考虑进去,网格划分时非常复杂，会产生很多不良的单元曲轴网格，所以如图1图2的三维模型所示，忽略各种小的倒角和圆角，便于网格的划分。
选择Solid 10 node92单元作为分析单元，网格划分图如图4所示：
图4网格划分图
Fig. 4 Meshing diagram
4.1.3 施加载荷和约束
对于四缸机而言,如图5，一般的发火顺序是1-3-4-2或者1-2-4-3，根据动力学分析可知，曲轴运行中所受的力包括连杆轴承作用力、主轴承支撑力、外载荷的扭转反力、转动惯性和重力。连杆轴承的最大作用力是发生在气缸爆发做功时，即曲轴连杆机构运行至上止点附近时，此时曲轴所受应力最大，变形也最大，由经验可知曲轴的四缸机一般是第二、三缸受到最大爆发压力作用时曲轴所受的应力最大，为了减小计算量，此处只采用第三缸受到爆发压力做功时的工况，进行计算曲轴的静力强度。其它工况方法类似。
图5曲轴简易图
Fig. 5Simple diagram of crankshaft
(1)施加约束
曲轴运动时，为了提高其刚性，在主轴处会有支撑，如图5所示，也就是说限制住了曲轴主轴的径向移动，但是在轴向也是有少量位移的。因此施加约束限制曲轴的主轴颈径向的自由度，不限制曲轴主轴颈轴向的自由度，施加约束结果如图6所示：
图6曲轴约束施加图
Fig. 6 Diagramof Crankshaft Constraints
(2)施加载荷
由2.2曲轴受力分析可知，连杆轴颈在120°范围内受不均匀分布的压力，经过估算，各连杆轴颈所受合力如表3所示，最后的有限元分析结果如图7所示。
表3曲轴连杆轴颈合力大小（单位KN）
Tab.3crankshaft connecting rod journal strength (unit KN)
注：负号表示连杆轴颈受拉，反之受压。
(a)沿X方向位移分析(b)沿Y方向位移分析
(c)沿Z方向位移分析(d)合位移分析
(e)沿X方向应力分析(f)沿Y方向应力分析
(g)沿Z方向应力分析(h)等效应力分析
图7曲轴力学性能分析
Fig. 7 Mechanical properties analysis of crankshaft
由经验可知曲轴的四缸机一般是第二、三缸受到最大爆发压力作用时曲轴所受的应力最大，因此，此处所发生的位移变化也是最大的，如表4所示
表4位移应力变化
Tab.4 Changesof displacement and stress
由曲轴位移图解所示：连杆轴颈三的弯曲变形曲率最大，且连杆曲颈三和四的扭转变形也比较明显。在连杆曲颈三的几何中心点处的径向位移：X向2.642mm,Y向10.318mm，Z 向1.888mm，其主轴颈的位移较小。对于连杆轴颈形变位移而言，相对较大，可能会发生断裂，我们可以尝试改变材料来避免这种缺陷，也可以优化结构。由曲轴应力图解显示：最大应力位于连杆轴颈的圆角处，由于为了划分网格方便，本曲轴并未倒圆角，所以造成此处应力较大，因此，实际情况中会做倒圆角处理。
4.2 模态分析及结果
在评价结构动态特性的时候，模态分析技术是一种十分重要的手段。结构的动态特性用各阶模态参数（模态频率、模态阵型等）来描述，对结构的模态分析可以求出上述参数，从而评价结构的动态特性是否符合要求，并且可以验证理论分析是否正确[7]。
模态分析一般有自由模态分析和有约束模态分析，前者它不考虑任何约束的影响,得到的是结构本身的固有特性，而后者考虑了约束，并且在不同的约束状态下，结构的固有频率和振动模态会发生改变，因此在施加约束之后的模态分析能够反映结构的真实振动情况，研究约束对模态的影响，本文采用有约束模态分析。曲轴在实际工作中是被放置在曲轴箱中，而且自由端连接齿轮，输出端连接飞轮。也就是说，曲轴的工作条件是存在约束的，本文将曲轴的各个主轴端加上弹性约束，对自由端进行全约束,对输出端径向约束。利用BlockLanczos法计算曲轴的前6阶模态,得到了非零约束状态下的模态频率如表5及振型图如图8。
表5六阶固有频率模态分析结果
Tab.5 The modal analysis results of six natural frequencies
***** INDEX OF DA TA SETS ON RESULTS FILE *****
(a) 第一阶模态振型图(b) 第二阶模态振型图
(c) 第三阶模态振型图(d) 第四阶模态振型图
(e) 第五阶模态振型图(f) 第六阶模态振型图
图8不同阶模态振型
Fig. 8 Mode of different vibration model
对以上曲轴振型进行分析:
(l)振型主要表现为：弯曲变形(例如：第一、二阶振型)，扭转变形(例如：第六阶振型)，伸缩变形(例如：第三、四阶振型的第三连杆轴颈)；
(2)从第二阶开始相差幅度依次增大，但是三四阶相差不大；
(3)第一阶振型是曲轴在xoy平面内振动,并在曲轴输出端局部扭转振动；第二阶曲轴输出端比第一主轴颈的相对位移小；第三四阶模态都发生伸缩变形，并在第三连杆轴颈处伸缩程度最大；第五阶振型在xoz平面内发生弯曲，变化相对较大；第六阶振型则发生了较大的
扭转变形。
5总结与展望
5.1总结
曲轴的强度研究是汽车发动机设计与制造必不可少的组成部分，本文把SOLIDWORKS与ANSYS结合起来，在SOLIDWORKS环境下，以其强大的三维建模能力建立曲轴的三维模型，并将其导入到ANSYS中，利用ANSYS优秀的计算方法及图像显示功能，对曲轴进行了静力学有限元分析和模态分析，分析了零件的各方面性能，充分发挥了两个软件在各自领域中的优势，为曲轴的快速开发提供了条件，也为曲轴的优化提供了依据。
5.2展望
虽然本文在曲轴有限元分析上取得了一些结果，但方法本身都存在一些不足之处。另外，还存在以下问题需要解决。
（1）曲轴模型问题
曲轴模型是十分复杂的，一些未考虑到的结构对曲轴的应力影响也很大，因此有必要建立更多，更小的结构模块。
（2）轴承支撑问题
本文为简便起见，采用限制轴的位移来模拟轴承支撑，这种方法误差较大。但是实际中的轴承支撑是非常复杂的。因此，有必要建立一种更为合理的，能尽量反映轴承支撑模型。
（3）连杆轴径处的受力问题
作用在曲轴轴颈表面的载荷分布大多没有考虑机体变形，这会对分析结果造成偏差。
（4）网格划分的问题
采用自由网格划分的曲轴有限元模型存在很多缺陷，例如:连杆轴颈所加载荷的分布和大小随着网格划分密度和划分顺序变化非常大,对最大应力大小有明显影响。
参考文献
[1] 王启兴,马星国,尤小梅等.基于PRO/E和ANSYS的某型柴油机曲轴模态分析[J].机械工
程与自动化,2016(3):53-55.
[2] 王受路. 基于ANSYS的曲轴强度有限元分析[D]. 济南:山东大学,2011.
[3] 鱼春燕. 曲轴性能分析及其优化设计[D]. 苏州: 江苏大学,2005.
[4] 陈然,曹咏弘,孙华东.基于ANSYS的内燃机曲轴的模态分析[J]. 煤炭工程,2016,47(4):
108-113.
[5] 常虹,时杉杉,宁国河. 应用SolidWorks和ANSYS的零件有限元分析对比[J].2007,32(6):
4-6.
[6] 郝伟.利用ANSYS软件对曲轴的受力进行分析[J]. 甘肃科技, 2009,25(18):51-52.
[7] 张宏信,赵清海等. ANSYS有限元分析完全自学手册[M]. 北京: 机械工程出版社,2007.[8]
张昭,蔡志勤. 有限元方法与应用[M]. 大连: 大连理工大学出版社,2011.
有限元实例分析大作业一
受均匀内压作用的厚壁圆筒： 问题描述： 受均匀内压p=12.5N/mm 2作用的厚壁圆筒。其几何参数为：内径R i =100mm ， 外径R e =200mm ，桶壁后h=100mm ，材料参数为：E=8666.67Mpa ，v=0.3， s σ=17.32Mpa ，材料符合Mise 屈服条件。 (a)求理想塑性材料的解，给出应力r σ和θσ沿径向r 的分布曲线，并求完全卸载 后圆筒内的残余应力分布。 (b)求线性强化材料(E 1=0.6E 或E 1=0.6E)的解，即应力r σ和θσ沿径向r 的分布 曲线。 (c)求幂硬化材料的解并绘出当弹塑性比例系数为m=0,1/4,1/2,2/3和m=1.0时， 即应力r σ和θσ沿径向r 的分布曲线。 求解分析： 由于该厚壁筒模型是轴对称模型，所以在求解过程中，我们选取了1/4模型进行了进行建模分析，具体如下图： 建模时取了柱坐标系下厚壁筒从0。~90。范围内的部分，高度取为100mm ，模型完成后进行网格的划分，这里利用了Patran 的Mesh Seed 功能，通过在径向、周向，高度方向撒种生成Mesh 网格，网格划分如上图。 考虑到实体的变形情况，关于模型的边界条件，定义如下： (1)模型的上、下表面为两个平面，在该两平面上限制z 方向的位移为0； (2)对于模型的内外两圆弧面，为了方便定义边界条件，建立了柱坐标，该两平
是延径向变形的，所以ρ坐标是放开的，为了限制模型的刚体移动，这里限制角坐标θ为0。 (3)对于模型两个侧平面，是属于模型的对称面，所以该两平面的单元在垂直于平面的方向上位移为零，这里利用柱坐标，即沿周向的位移为零，所以同样要限制角坐标θ为0。 由于厚壁筒受到均匀内压，所以在施加载荷时选择均布载荷Pressure，大小为p=12.5N/mm2，作用在内圆弧表面上。 对于材料塑性的定义，首先定义样式模量和泊松比，然后在弹塑性对话框里定义屈服载荷和硬化系数或通过在Stress/Strain Curve栏中添加事先定义的材料属性场来表征弹塑性比例系数m。 对于求解分析，求解器选择Nastran进行计算分析，单元属性选择3D Solid 属性，分析类型定义为非线性并设置大变形和跟随力及载荷增量步等，以此来进行弹塑性的非线性求解。 结果分析： (a)对于理性塑性材料，即硬化系数为0，求解结果如下： 该图为100%载荷作用下模型的应力云图及变形情况。观察可知，筒内壁应力较高且首先达到屈服应力发生塑性变形，沿径向方向向外，各层应力逐渐递减，且外层部分属于弹性变形的范畴，模型某一层为弹塑性变形的分界面。
有限元分析大作业报告
有限元分析大作业报告 试题1： 一、问题描述及数学建模 图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： （1）分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算； （2）分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； （3）当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。 该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，分布情况及方向如图所示。 二、采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算 1、有限元建模 （1）设置计算类型：两者因几何条件和载荷条件均满足平面应变问题，故均取Preferences 为Structural （2）选择单元类型：三节点常应变单元选择的类型是Solid Quad 4 node182；六节点三角形单元选择的类型是Solid Quad 8 node183。因研究的问题为平面应变问题，故对Element behavior（K3）设置为plane strain。 （3）定义材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比σ=0.3 （4）建几何模型：生成特征点；生成坝体截面 （5）网格化分：划分网格时，拾取lineAB和lineBC，设定input NDIV 为15；拾取lineAC，设定input NDIV 为20，选择网格划分方式为Tri+Mapped，最后得到600个单元。
（6)模型施加约束：约束采用的是对底面BC 全约束。大坝所受载荷形式为Pressure ，作用在AB 面上，分析时施加在L AB 上，方向水平向右，载荷大小沿L AB 由小到大均匀分布。以B 为坐标原点，BA 方向为纵轴y ，则沿着y 方向的受力大小可表示为： }{*980098000)10(Y y g gh P -=-==ρρ 2、 计算结果及结果分析 （1） 三节点常应变单元 三节点常应变单元的位移分布图 三节点常应变单元的应力分布图
有限元分析实验报告
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：DesignModeler 15.0。 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。
华科大有限元分析题及大作业题答案——船海专业(DOC)
姓名：学号：班级：
有限元分析及应用作业报告 一、问题描述 图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： 1)分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算； 2)分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； 3)当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。
二、几何建模与分析 图1-2力学模型 由于大坝长度>>横截面尺寸，且横截面沿长度方向保持不变，因此可将大坝看作无限长的实体模型，满足平面应变问题的几何条件；对截面进行受力分析，作用于大坝上的载荷平行于横截面且沿纵向方向均匀分布，两端面不受力，满足平面应变问题的载荷条件。因此该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，分布情况及方向如图1-2所示，建立几何模型，进行求解。 假设大坝的材料为钢，则其材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比σ=0.3 三、第1问的有限元建模 本题将分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算。 1）设置计算类型：两者因几何条件和载荷条件均满足平面应变问题，故均取Preferences为Structural 2）选择单元类型：三节点常应变单元选择的类型是PLANE42（Quad 4node42），该单元属于是四节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为三节点单元；六节点三角形单元选择的类型是PLANE183（Quad 8node183），该单元属于是八节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为六节点单元。因研究的问题为平面应变问题，故对Element behavior（K3）设置为plane strain。 3）定义材料参数 4）生成几何模 a. 生成特征点 b.生成坝体截面 5）网格化分：划分网格时，拾取所有线段设定input NDIV 为10，选择网格划分方式为Tri+Mapped，最后得到200个单元。 6)模型施加约束： 约束采用的是对底面BC全约束。 大坝所受载荷形式为Pressure，作用在AB面上，分析时施加在L AB上，方向水平向右，载荷大小沿L AB由小到大均匀分布（见图1-2）。以B为坐标原点，BA方向为纵轴y，则沿着y方向的受力大小可表示为： ρ（1） = gh P- =ρ g = - 10 {* } 98000 98000 (Y ) y
现代设计方法实验报告
《现代机械设计方法学》实验报告 班级： 学号： 姓名： 成绩：
实验一、有限元分析 （一）目的： 1、初步掌握有限元软件分析力学问题的过程，包括几何建模、网格划分等前处理功能，掌握各种计算结果的阅读。 2、掌握材料数据、载荷、约束的添加方法。 （二）要求：学生独立完成一个算例的有限元分析，并阅读其计算结果，提交一个算例的分析报告。 （三）计算实例 1、问题的描述 为了考察铆钉在冲压时，发生多大的变形，对铆钉进行分析。 铆钉圆柱高：10mm 铆钉圆柱外径：6mm 铆钉下端球径：15mm 弹性模量：2.06E11 泊松比：0.3 铆钉材料的应力应变关系如下： 应变0.003 0.005 0.007 0.009 0.011 0.02 0.2 618 1128 1317 1466 1510 1600 1610 应力 /Mpa
1、有限元模型。
3、应力云图，可选主应力或σx、σy、τxy、V on Mises应力、Tresca应力之一输出结果图片，指明你所选的应力的最大值及其位置。 （三）思考题： 1、如果要提高边界处计算精度，一般应如何处理？ 答：在边界处划分网格 2、有限元网格划分时应注意哪些问题？ 答：选取的时候要将编号显示出来，这样就可以更好的选择，网格尽可能的小，这样结果就越准确。
实验二、优化实验 （一）目的： 初步掌握利用ANSYS软件或MATLAB软件对问题进行分析。 （二）要求： 学生独立完成一个算例的分析，并给出算例的计算结果。。 （三）算例 1.实际问题 梁的形状优化，优化目的是使梁的体积最小，同时要求梁上的最大应力不 超过30000psi，梁的最大挠度不大于0.5in,沿长度方向梁的厚度可以变化，但梁端头的厚度为定值t，采用对称建模。 使用两种方法进行优化，两种方法优化结果。 子问题近视法目标ANSYS 百分比（TVOL）体积in3 3.60 3.62 1.004 （DEFL）挠度max in 0.500 0.499 0.998 (STRS)应力max,psi 30000 29740 0.991 第一阶法目标ANSYS 百分比（TVOL）体积in3 3.6 3.61 1.003 （DEFL）挠度max in 0.5 0.5 1.001 STRS)应力max,psi 30000 29768 0.992
有限元分析报告大作业
有限元分析》大作业基本要求： 1.以小组为单位完成有限元分析计算，并将计算结果上交； 2.以小组为单位撰写计算分析报告； 3.按下列模板格式完成分析报告； 4.计算结果要求提交电子版，一个算例对应一个文件夹，报告要求提交电子版和纸质版。 有限元分析》大作业 小组成 员： 储成峰李凡张晓东朱臻极高彬月 Job name ：banshou 完成日 期： 2016-11-22 一、问题描述 （要求：应结合图对问题进行详细描述，同时应清楚阐述所研究问题的受力状况 和约束情况。图应清楚、明晰，且有必要的尺寸数据。）如图所示，为一内六角螺栓扳手，其轴线形状和尺寸如图，横截面为一外 接圆半径为0.01m的正六边形，拧紧力F为600N，计算扳手拧紧时的应力分布 图1 扳手的几何结构 数学模型
要求：针对问题描述给出相应的数学模型，应包含示意图，示意图中应有必要的尺寸数据；
图 2 数学模型 如图二所示，扳手结构简单，直接按其结构进行有限元分析。 三、有限元建模 3.1 单元选择 要求：给出单元类型， 并结合图对单元类型进行必要阐述， 包括节点、自由度、 实常数等。） 图 3 单元类型 如进行了简化等处理，此处还应给出文字说
扳手截面为六边形，采用4 节点182单元，182 单元可用来对固体结构进行
二维建模。182单元可以当作一个平面单元，或者一个轴对称单元。它由4 个结点组成，每个结点有2 个自由度，分别在x,y 方向。 扳手为规则三维实体，选择8 节点185单元，它由8 个节点组成，每个节点有3 个自由度，分别在x，y，z 方向。 3.2 实常数 （要求：给出实常数的具体数值，如无需定义实常数，需明确指出对于本问题选择的单元类型，无需定义实常数。） 因为该单元类型无实常数，所以无需定义实常数 3.3材料模型 （要求：指出选择的材料模型，包括必要的参数数据。） 对于三维结构静力学，应力主要满足广义虎克定律，因此对应ANSYS中的线性，弹性，各项同性，弹性模量EX：2e11 Pa, 泊松比PRXY=0.3 3.4几何建模由于扳手结构比较简单，所以可以直接在ANSYS软件上直接建模，在ANSYS建 立正六 边形，再创立直线，面沿线挤出体，得到扳手几何模型 图4 几何建模
有限元分析大作业试题
有限元分析习题及大作业试题 要求：1）个人按上机指南步骤至少选择习题中3个习题独立完成，并将计算结果上交； 2）以小组为单位完成有限元分析计算； 3）以小组为单位编写计算分析报告； 4）计算分析报告应包括以下部分： A、问题描述及数学建模； B、有限元建模（单元选择、结点布置及规模、网格划分方 案、载荷及边界条件处理、求解控制） C、计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分 析评判） D、多方案计算比较（结点规模增减对精度的影响分析、单 元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的 影响分析等） E、建议与体会 4）11月1日前必须完成，并递交计算分析报告（报告要求打印）。
习题及上机指南：（试题见上机指南） 例题1 坝体的有限元建模与受力分析 例题2 平板的有限元建模与变形分析 例题1：平板的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: plane 0.5 m 0.5 m 0.5 m 0.5 m 板承受均布载荷：1.0e 5 P a 图1－1 受均布载荷作用的平板计算分析模型 1.1 进入ANSYS 程序 →ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: plane →Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu : Preferences →select Structural → OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Element T ype →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element T ypes window) → Options… →select K3: Plane stress w/thk →OK →Close (the Element T ype window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY :0.3 → OK 1.5定义实常数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constant s… →Add … →select T ype 1→ OK →input THK:1 →OK →Close (the Real Constants Window)
大连理工大学(工程抗震)大作业
大连理工大学《工程抗震》大作业
题目1：底部剪力法。 钢筋混凝土5层框架经质量集中后计算简图如下图所示，各层高均为3m ， 集中于各楼层的重力荷载代表值分别为： 1500kN G =，2550kN G =，3580kN G =，4600kN G =，5450kN G =。结构阻尼比0.05ξ=，自振周期为10.55s T =，Ⅰ1类 场地类别，设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为8度（设计基本地震加速度为0.30g ）。按底部剪力法计算结构在多遇地震时的水平地震作用及地震剪力。 3580kN =2550kN =1500kN =（a ）计算简图 4600kN =5450kN = 解：查《建筑设计抗震规范》表5.1.4知，8度多遇地震，αmax=设计地震分组为第一组， Ι类场地，取Tg= Tg=＜T1=＜5Tg= α1=（Tg/T1）r η2αmax =（）××=≈ 查《建筑设计抗震规范》表5.2.1知，T 1=＞=×= 取δn=T1+=×+= 总水平地震作用标准值： F EK =α1Geq=×（500+550+580+600+450）×85%=
各楼层水平地震作用标准值： Fi=G i H i F EK (1-δn)/∑G j H j (i=1,2,3n) ∑G j H j =500×3 +550×6+580×9+600×12+450×15=23970KN ·m F 1=[500×3××]/23970= F 2=[550×6××]/23970= F 3=[580×9××]/23970= F 4=[600×12××]/23970= F 5=[450×15××]/23970= 计算各楼层的层间地震剪力 V 1= F 1+ F 2+ F 3+ F 4+ F 5=++++= V 2= F 2+ F 3+ F 4+ F 5=+++=152KN V 3= F 3+ F 4+ F 5=++= V 4= F 4+ F 5=+= V 5=F 5= 题目3：怎样判断土的液化如何确定土的液化严重程度，并简述抗液化措施。 答：饱和松散的砂土或粉土（不含黄土），地震时易发生液化现象，使地基承载力丧失或减弱，甚至喷水冒砂，这种现象一般称为砂土液化或地基土液化。其产生的机理为：地下水位以下的饱和砂土和粉土颗粒在地震作用下，土颗粒之间有变密的趋势。因空隙水不能及时排出，土颗粒就处于悬浮状态，形成如同液体一样的现象，即所谓的土的液化现象。地基土液化判别过程可以分为初步判断和标准贯入试验判别两大步骤。下面分别予以介绍。 1、初步判断 饱和的砂土或粉土（不含黄土）当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或不考虑液化影响： （1）地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及其以前时且处于烈度7度或者8度地区时可判为不液化土。 （2）粉土的粘粒（粒径<0.005mm ）含量百分率当烈度为7度时大于10％、当烈度为8度时大于13％、当烈度为9度时大于16％，可判为不液化土。 （3）浅埋天然地基，当地下水位深度和覆盖非液化土层厚度满足下式之一时，可不考虑液化影响。 03w b d d d >+- 02 u b d d d >+-
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机电工程学院开课学院 指导老师姓名
学生姓名 学生专业班级机电研1502班 学年第学期2016—20152 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。 方形截面悬臂梁模型建立1.1 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 ：定义单元类型1.2 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：
(完整版)有限元大作业matlab---课程设计例子
有限元大作业程序设计 学校：天津大学 院系：建筑工程与力学学院 专业：01级工程力学 姓名：刘秀 学号：\\\\\\\\\\\ 指导老师：
连续体平面问题的有限元程序分析 [题目]： 如图所示的正方形薄板四周受均匀载荷的作用，该结构在边界 上受正向分布压力， m kN p 1=，同时在沿对角线y 轴上受一对集中压 力，载荷为2KN ，若取板厚1=t ，泊松比0=v 。 [分析过程]： 由于连续平板的对称性，只需要取其在第一象限的四分之一部分参加分析，然后人为作出一些辅助线将平板“分割”成若干部分，再为每个部分选择分析单元。采用将此模型化分为4个全等的直角三角型单元。利用其对称性，四分之一部分的边界约束，载荷可等效如图所示。
[程序原理及实现]： 用FORTRAN程序的实现。由节点信息文件NODE.IN和单元信息文件ELEMENT.IN，经过计算分析后输出一个一般性的文件DATA.OUT。模型基本信息由文件为BASIC.IN生成。 该程序的特点如下： 问题类型：可用于计算弹性力学平面问题和平面应变问题 单元类型：采用常应变三角形单元 位移模式：用用线性位移模式 载荷类型：节点载荷，非节点载荷应先换算为等效节点载荷 材料性质：弹性体由单一的均匀材料组成 约束方式：为“0”位移固定约束，为保证无刚体位移，弹性体至少应有对三个自由度的独立约束 方程求解：针对半带宽刚度方程的Gauss消元法
输入文件：由手工生成节点信息文件NODE.IN，和单元信息文件ELEMENT.IN 结果文件：输出一般的结果文件DATA.OUT 程序的原理如框图：
ansys有限元分析大作业
ansys有限元分析大作业
有限元大作业 设计题目: 单车的设计及ansys有限元分析 专业班级: 姓名: 学号: 指导老师: 完成日期: 2016.11.23
单车的设计及ansys模拟分析 一、单车实体设计与建模 1、总体设计 单车的总体设计三维图如下，采用pro-e进行实体建模。 在建模时修改proe默认单位为国际主单位(米千克秒 mks) Proe》文件》属性》修改
2、车架 车架是构成单车的基体，联接着单车的其余各个部件并承受骑者的体重及单车在行驶时经受各种震动和冲击力量，因此除了强度以外还应有足够的刚度，这是为了在各种行驶条件下，使固定在车架上的各机构的相对位置应保持不变，充分发挥各部位的功能。车架分为前部和后部，前部为转向部分，后部为驱动部分，由于受力较大，所有要对后半部分进行加固。
二、单车有限元模型 1、材料的选择 单车的车身选用铝合金（6061-T6）T6标志表示经过热处理、时效。 其属性如下： 弹性模量：） .6+ 90E （2 N/m 10 泊松比：0.33 质量密度：） 3 2.70E+ N/m （2 抗剪模量：） 60E .2+ N/m （2 10 屈服强度：） .2+ （2 75E 8 N/m 2、单车模型的简化 为了方便单车的模拟分析，提高电脑的运算
效率，可对单车进行初步的简化；单车受到的力的主要由车架承受，因此必须保证车架能够有足够的强度、刚度，抗振的能力，故分析的时候主要对车架进行分析。简化后的车架如下图所示。 3、单元体的选择 单车车架为实体故定义车架的单元类型为实体单元（solid）。查资料可以知道3D实体常用结构实体单元有下表。 单元名称说明 Solid45 三维结构实体单元，单元由8个节点定义，具有塑性、蠕变、应力刚化、 大变形、大应变功能，其高阶单元是 solid95
有限元上机实验报告
有限元上机实验报告结构数值分析与程序设计 上机实验 院系: 土木工程与力学学院专业: 土木工程 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 1、调试教材P26-30程序FEM1。 1.1、输入数据文件为: 6,4,12,6,1.0E0,0.0,1.0,0.0,1 3,1,2 5,2,4 3,2,5 6,3,5 0.0,2.0 0.0,1.0 1.0,1.0 0.0,0.0 1.0,0.0 2.0,0.0
1,3,7,8,10,12 1.2、输出数据文件为: NN NE ND NFIX E ANU T GM NTYPE 6 4 12 60.1000E+01 0.000 1.0000.0000E+00 1 NODE X-LOAD Y-LOAD 1 0.000000E+00 -0.100000E+01 2 0.000000E+00 0.000000E+00 3 0.000000E+00 0.000000E+00 4 0.000000E+00 0.000000E+00 5 0.000000E+00 0.000000E+00 6 0.000000E+00 0.000000E+00 NODE X-DISP Y-DISP 1 -0.879121E-15 -0.325275E+01 2 0.879121E-16 -0.125275E+01 3 -0.879121E-01 -0.373626E+00 4 0.117216E-1 5 -0.835165E-15 5 0.175824E+00 -0.293040E-15 6 0.175824E+00 0.263736E-15 ELEMENT X-STR Y-STR XY-STR 1 -0.879121E-01 -0.200000E+01 0.439560E+00 2 0.175824E+00 -0.125275E+01 0.256410E-15 3 -0.879121E-01 -0.373626E+00 0.307692E+00 4 0.000000E+00 -0.373626E+00 -0.131868E+00 2、修改FEM1,计算P31例2-2。
ansys有限元分析工程实例大作业
ansys有限元分析工程实例大作业
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
辽宁工程技术大学 有限元软件工程实例分析 题目基于ANSYS钢桁架桥的静力分析专业班级建工研16-1班（结构工程）学号 471620445 姓名 日期 2017年4月15日
基于ANSYS钢桁架桥的静力分析 摘要：本文采用ANSYS分析程序，对下承式钢桁架桥进行了有限元建模;对桁架桥进行了静力分析，作出了桁架桥在静载下的结构变形图、位移云图、以及各个节点处的结构内力图（轴力图、弯矩图、剪切力图），找出了结构的危险截面。 关键词：ANSYS；钢桁架桥；静力分析；结构分析。 引言：随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的规模在不断的扩大，尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设，一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够的承载力，足够的竖向侧向和扭转刚度，同时还应具有良好的稳定性以及较高的减震降噪性，因此对其应用计算机和求解软件快速进行力学分析了解其受力特性具有重要的意义。 1、工程简介 某一下承式简支钢桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表1，材料属性见表2。桥长32米，桥高5.5米，桥身由8段桁架组成，每个节段4米。该桥梁可以通行卡车，若只考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1，P2，和P3，其中P1=P3=5000N，P2=10000N,见图2,钢桥的形式见图1，其结构简图见图3。
重庆大学研究生有限元大作业教学内容
重庆大学研究生有限 元大作业
课程研究报告 科目：有限元分析技术教师：阎春平姓名：色学号： 2 专业：机械工程类别：学术 上课时间： 2015 年 11 月至 2016 年 1 月 考生成绩： 阅卷评语： 阅卷教师 (签名)
有限元分析技术作业 姓名: 色序号: 是学号: 2 一、题目描述及要求 钢结构的主梁为高160宽100厚14的方钢管，次梁为直径60厚10的圆钢管（单位为毫米），材料均为碳素结构钢Q235；该结构固定支撑点位于左右两端主梁和最中间。主梁和次梁之间是固接。试对在垂直于玻璃平面方向的2kPa 的面载荷（包括玻璃自重、钢结构自重、活载荷（人员与演出器械载荷）、风载荷等）作用下的舞台进行有限元分析。 二、题目分析 根据序号为069，换算得钢结构框架为11列13行。由于每个格子的大小为1×1（单位米），因此框架的外边框应为11000×13000（单位毫米）。 三、具体操作及分析求解 1、准备工作 执行Utility Menu：File → Clear＆start new 清除当前数据库并开始新的分析，更改文件名和文件标题，如图1.1。选择GUI filter，执行 Main Menu: Preferences → Structural → OK，如图1.2所示
图1.1清除当前数据库并开始新的分析 图1.2 设置GUI filter 2、选择单元类型。 执行Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add→ select→ BEAM188，如图2.1。之后点击OK(回到Element Types window) →Close
有限元大作业matlab课程设计例子
有 限 元 大 作 业 程 序 设 计 学校：天津大学 院系：建筑工程与力学学院 专业：01级工程力学 姓名：刘秀 学号：\\\\\\\\\\\ 指导老师： 连续体平面问题的有限元程序分析 [题目]： 如图所示的正方形薄板四周受均匀载荷的作用，该结构在边界 上受正向分布压力， m kN p 1=，同时在沿对角线y 轴上受一对集中压 力，载荷为2KN ，若取板厚1=t ，泊松比0=v 。 [分析过程]： 由于连续平板的对称性， 只需要取其在第一象限的四分之一部分
参加分析，然后人为作出一些辅助线将平板“分割”成若干部分，再为每个部分选择分析单元。采用将此模型化分为4个全等的直角三角型单元。利用其对称性，四分之一部分的边界约束，载荷可等效如图所示。 [ 用和单元信息文件DATA.OUT。 位移模式：用用线性位移模式 载荷类型：节点载荷，非节点载荷应先换算为等效节点载荷 材料性质：弹性体由单一的均匀材料组成 约束方式：为“0”位移固定约束，为保证无刚体位移，弹性体至少应有对三个自由度的独立约束 方程求解：针对半带宽刚度方程的Gauss消元法 输入文件：由手工生成节点信息文件NODE.IN，和单元信息文件ELEMENT.IN 结果文件：输出一般的结果文件DATA.OUT 程序的原理如框图：
（1） ID ： ID=2时为平面应变问题 （平面问题） ，LJK_ELE(I,1)，LJK_ELE(I,2)， X(I),Y(I)分别存放节点I 的x ，y 表示第I 个作用有节点载荷的节点x,y 方向的节点载荷数值 存放节点载荷向量，解方程后该矩 （2 READ_IN ： 读入数据 BAND_K ： 形成半带宽的整体刚度矩阵 FORM_KE ： 计算单元刚度矩阵 FORM_P ： 计算节点载荷 CAL_AREA ：计算单元面积 DO_BC ： 处理边界条件 CLA_DD ： 计算单元弹性矩阵 SOLVE ： 计算节点位移 CLA_BB ： 计算单元位移……应变关系矩阵 CAL_STS ：计算单元和节点应力 （3）文件管理： 源程序文件： chengxu.for 程序需读入的数据文件：
有限元分析及应用大作业
有限元分析及应用大作业 作业要求： 1）个人按上机指南步骤至少选择习题中3个习题独立完成，并将计算结果上交； 也可根据自己科研工作给出计算实例。 2）以小组为单位完成有限元分析计算； 3）以小组为单位编写计算分析报告； 4）计算分析报告应包括以下部分： A、问题描述及数学建模； B、有限元建模（单元选择、结点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界 条件处理、求解控制） C、计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判） D、多方案计算比较（结点规模增减对精度的影响分析、单元改变对精度的 影响分析、不同网格划分方案对结果的影响分析等） 题一：图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： 1）分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算；（注意ANSYS中用四边形单元退化为三节点三角形单元） 2）分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； 3）当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。 解：1.建模： 由于大坝长度>>横截面尺寸，且横截面沿长度方向保持不变，因此可将大坝看作无限长的实体模型，满足平面应变问题的几何条件；对截面进行受力分析，作
用于大坝上的载荷平行于横截面且沿纵向方向均匀分布，两端面不受力，满足平面应变问题的载荷条件。因此该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，分布情况P=98000-9800*Y；建立几何模型，进行求解；假设大坝的材料为钢，则其材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比σ=0.3； 2：有限元建模过程： 2.1 进入ANSYS : 程序→ANSYS APDL 15.0 2.2设置计算类型: ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 2.3选择单元类型: ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 182(三节点常应变单元选择Solid Quad 4node 182，六节点三角形单元选择Solid Quad 8node 183)→OK (back to Element Types window) →Option →select K3: Plane Strain →OK→Close (the Element Type window) 2.4定义材料参数： ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY:0.3 →OK 2.5生成几何模型： 生成特征点： ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints→In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0,0),2(10,0),3(1,5),4(0.45,5) →OK 生成坝体截面： ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →Through KPS →依次连接四个特征点，1(0,0),2(6,0),3(0,10) →OK 2.6 网格划分： ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→(Size Controls) lines: Set →依次拾取两条直角边:OK→input NDIV: 15 →Apply→依次拾取斜边:OK →input NDIV: 20 →OK →(back to the mesh tool window)Mesh:Areas, Shape: tri, Mapped →Mesh →Pick All (in Picking Menu) →Close( the Mesh Tool window) 2.7 模型施加约束： 给底边施加x和y方向的约束： ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →On lines →pick the lines →OK →select Lab2:UX, UY →OK 给竖直边施加y方向的分布载荷： ANSYS 命令菜单栏: Parameters →Functions →Define/Edit →1) 在下方的下拉列表框内选择x ,作为设置的变量；2) 在Result窗口中出现{X},写入所施加的载荷函数： 98000-9800*{Y}；3) File>Save(文件扩展名：func) →返回：Parameters →Functions →Read from file：将需要的.func文件打开，参数名取meng，它表示随之将施加的载荷→OK →ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Lines →拾取竖直边；OK →在下拉列表框中，选择：Existing table →OK →选择需要的载荷为meng参数名→OK 2.8 分析计算： ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK(to close the solve Current Load
大连理工大学-环境化学-所有作业答案
绪论部分： 2、简述环境问题的分类？（10分） 答：环境问题是多方面的，但大致可分为两类：原生环境问题和次生环境问题。由自然力引起的为原生环境问题，也称为第一环境问题。由于人类生产和生活引起生态系统破坏和环境污染，反过来又危及人类自身和生存和发展的现象，为次生环境问题，也叫第二环境问题。原生环境问题和次生环境问题很难截然分开，它们之间常常存在着某种程度的因果关系和相互作用。 4、什么是环境化学，学习环境化学有什么意义？（10分） 答：环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。 意义：用来掌握污染来源，消除和控制污染，确定环境保护决策，以及提供科学依据诸方面都起着重要的作用。 5、简述环境化学的分支学科。（10分） 答：主要包括6类。 ①环境分析化学：是研究化学品的形态、价态、结构、样品前处理和痕量分析的学科。 ②环境污染化学：大气、水体和土壤环境化学，元素循环的化学过程。 ③污染控制化学：主要研究与污染控制有关的化学机制及工艺技术中化学基础性问题。 ④污染生态化学：是研究化学污染物在生态系统中产生生态效应的化学过程的学科。 ⑤环境计算化学：主要利用有效的数学近似以及电脑程序计算分子的性质。 ⑥环境生物化学：是研究环境化学品对生命影响的学科。 第一章： 1、地球环境主要由哪些圈层构成？英文单词？各之间有什么联系？各有哪些性 质？（10分） 答：地球环境主要由大气圈（atmosphere）、水圈（hydrosphere）、土壤圈（pedosphere）、岩石圈（lithosphere）和生物圈（biosphere）构成。 联系：大气圈、水圈、土壤圈和生物圈共同组成了地球环境系统，每个圈层都离不开
机械零件有限元分析实验报告
中南林业科技大学机械零件有限元分析 实验报告 专业：机械设计制造及其自动化 年级： 2013级 班级：机械一班 姓名：杨政 学号：20131461 I
一、实验目的 通过实验了解和掌握机械零件有限元分析的基本步骤；掌握在ANSYS 系统环境下，有限元模型的几何建模、单元属性的设置、有限元网格的划分、约束与载荷的施加、问题的求解、后处理及各种察看分析结果的方法。体会有限元分析方法的强大功能及其在机械设计领域中的作用。 二、实验内容 实验内容分为两个部分：一个是受内压作用的球体的有限元建模与分析，可从中学习如何处理轴对称问题的有限元求解；第二个是轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及后处理的综合练习，可以较全面地锻炼利用有限元分析软件对机械零件进行分析的能力。
实验一、受内压作用的球体的有限元建模与分析对一承受均匀内压的空心球体进行线性静力学分析，球体承受的内压为1.0×108Pa，空心球体的内径为0.3m，外径为0.5m，空心球体材料的属性：弹性模量2.1×1011，泊松比0.3。 R1=0.3 R2=0.5 承受内压： 1.0×108 Pa 受均匀内压的球体计算分析模型（截面图） 1、进入ANSYS →change the working directory into yours →input jobname: Sphere 2、选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element Types window)→ Options… →select K3: Axisymmetric →OK→Close (the Element Type window) 3、定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→ OK 4、生成几何模型生成特征点 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input：1(0.3，0)，2(0.5，0)，3(0，0.5)，4(0，0.3)→OK 生成球体截面 ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →In Active Coord→ 依次连接1,2,3,4 点生成4 条线→OK Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →By Lines→依次拾取四条线 →OK ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian 5、网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→(Size Controls) lines: Set