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1、 ANSYS有限元分试验报告 ANSYS试验报告一、 ANSYS简介: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。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, AutoCAD等， 是现代产品设计中的高级CAE工具之一。本实验我们用的是ANSYS12.1软件。yLBxbaab二、 试验题目：我们组做的是第六组题目，具体题目如下：（6）如图所示，L/B=10，a= 0.2B , b= (0.5-2)a，比较 b 的变化对最大应力sx 的影响；并与（5）比
2、较。三、 题目分析：该问题是平板受力后的应力分析问题。我们通过使用ANSYS软件求解，首先要建立上图所示的平面模型，然后在平板一段施加位移约束，另一端施加载荷，最后求解模型，用图形显示，即可得到实验结果。四、 ANSYS求解：求解过程以b=0.5a=0.02为例：1.建立工作平面，X-Y平面内画长方形，L=1,B=0.1,a=0.02,b=0.5a=0.01;（操作流程：preprocessormodelingcreateareasrectangle）2.根据椭圆方程，利用描点法画椭圆曲线，为了方便的获得更多的椭圆上的点，我们利用C+程序进行编程。程序语句如下：运行结果如下：本问题（b=0.5
3、a=0.01）中，x在0,0.02上每隔0.002取一个点，y值对应于第一行结果。由点坐标可以画出这11个点，用reflect命令关于y轴对称，然后一次光滑连接这21个点，再用直线连接两个端点，便得到封闭的半椭圆曲线。（操作流程：createkeypointson active CS依次输入椭圆上各点坐标位置reflectcreatesplines through keypointscreatlines得到封闭曲线）。3.由所得半椭圆曲线，生成半椭圆面。用reflect命令关于x轴对称（操作流程：createareas by linesreflect得到两个对称的半椭圆面）。4.用substr
4、act命令，将两个半椭圆面从长方形板上剪去（操作流程：preprocessormodelingcreateBooleanssubstractareas.）。5.定义单元类型和材料属性（preprocessorelement typeadd选solid Quad 4nodes 42，material propsmaterial modelsstructurallinerElasticisotropicE=200GPa,=0.3）。5.长板左端施加位移约束，右端施加载荷约束(preprocessorloadsdefine loadsapplystructuraldisplacement(左边),p
5、ressure（右边）)。6.用meshing命令划分单元（meshingmeshtool选meshpick all生成单元）。7在solution命令下，选好求解方式后求解（Analysis typenew analysisstatic soln controlspre-condition CG）。8.在后处理中读取结果(General postprocread resultsfirst set)。9.选择plot菜单，显示变形图和应力图。在plotctrl-style-counter-uniform菜单下，可以细分并显示出应力较大的区段(plotresultsdeformed shape看
6、变形，contour plot看应力，选stress,x方向)。对于每个b值下的椭圆模型，都可按照上述过程进行求解。b依次取0.5a,0.75a,1.0a,1.25a,1.50a,1.75a,2.00a.五、结果分析：1. b=0.5a:（1）变形图：(2)X方向应力图（整体）：(3)应力的局部放大图：2.b=0.75a(1)变形图:(2)X方向应力图（整体）：(3)应力的局部放大图：3.b=a：(1)变形图：(2)X方向应力图（整体）：(3)应力的局部放大图：4.b=1.25a(1)变形图：(2)X方向应力图（整体）：(3)应力的局部放大图：5.b=1.5a(1)变形图：(2)X方向应力图（
7、整体）：(3)应力的局部放大图：6.b=1.75a(1)变形图：(2)X方向应力图（整体）：(3)应力的局部放大图：7.b=2a(1)变形图：(2)X方向应力图（整体）：(3)应力的局部放大图：根据所得结果，用描点法作出（b/a）-xmax图像。用Matlab编程如下：x(1:7)=0.5 0.75 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0;y(1:7)=191.573 242.693 281.89 334.452 390.606 536.279 648.126 ;plot(x,y)程序运行结果如下：分析以上结果可得：（1） x的最大值分布在椭圆在y轴上的顶点处，即出现应力集中现象；（2）
8、xmax随着（b/a）的增大而增大。出现以上结果的原因：（1） 本题施加的是均匀载荷，静态分析，应力=F/A,由此可得，在x=0处横截面积A最小，应力最大，于结果（1）一致；（2） 当（b/a）增大时，x=0处的曲率增大，截面积A进一步减小，xmax增大，与结果（2）一致。六、与第（5）组结果对比：1.第五组研究的题目是：LBbxyaL/B=10，a= 0.2B , b= (0.5-2)a 比较 b 的变化对最大应力 sx 的影响；并与（6）比较。2.题目分析：我们组和第五组的研究课题性质一样，区别在于，他们是在平板中心截取椭圆，而我们组是在平板两侧。可以预想，x方向最大应力也出现在x=0处，
9、而且随着曲率的增大，xmax随之增大。3.用第（5）组的数据进行分析：编程如下：x(1:7)=0.5 0.75 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0;y(1:7)=2190000 2680000 3690000 4420000 5620000 7880000 11000000 ;plot(x,y)所得图像如下： 结果分析：第（5）组的结果和我们预想的结果相一致：最大应力分布在曲率最大处，并且随着曲率的增大而增大。七、心得体会：1. 本次ANSYS研究性课题，让我们熟悉了ANSYS软件的基本操作，对有限元分析的思想方法也有了初步的理解。我们在试验过程中遇到的问题有：（1）在施加载荷和位移约
10、束之前，必须先定义单元，平板左边的位移约束应该施加双向（x和y方向）约束才能保证后面的求解顺利，同时载荷约束应该施加pressure,数值是-100；（2）划分单元之后需选择正确的求解方式，求解结束之后需进行相关后处理。（3）可以对最大范围的主应力进行详细划分，然后显示图形。即为应力的局部放大图。2. 本次试验中运用了材料力学的理论知识对实际问题进行分析，加强了我们对课本知识的掌握。3. 本次ANSYS试验我们组及时向老师答疑解惑，得到了老师的及时解惑；小组二人配合默契，有问题相互讨论，在共同努力下问题得以解决。在讨论过程中，感觉从对方身上学到了很多东西，同时看到自身的不足。对于我们，以后的学习还应多多加强交流，取长补短，相互借鉴。
