有限元上机作业二(word版)

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1、有限元法基础及应用上机报告（二）班级：K1143-1学号：20119430136姓名：任山葭作业三：图示正方形平板，板厚t=0.1m,材料常数为：弹性模量E=210GPa,u=0.33，承受垂直于板平面的均布载荷p=20kN/m2,平板外缘各边采用固定的约束方式。一、有限元模型的分析（1）属于那类力学问题：属于薄板弯曲问题（2）单位制：N，m,pa单元类型：shell4node63，每个单元有四个节点，每个节点4个自由度。实常数：t=0.1m材料常数：E=210GPa=2.1e11pau=0.33二、实体建模（1）定义正方形MainMenu>Preprocessor

2、>Modeling>Create>Areas>Rectangle>ByDimensions输入X1=-2,X2=2Y1=-2,Y2=2，点击OK；（2）定义四周圆弧MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>LinesFillet（选择直线L1，L2Apply，形成一个圆角，同样方式形成4个圆角）;（3）将弧线与直角形成面MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>Byline；（4）定义圆MainMenu>Preprocessor>Modeling>Crea

3、te>Areas>Circle>SolidCircle（WPX=0,WPY=0R=1）（5）面图元的减运算MainMenu>Preprocessor>Modeling>Opreate>Blooeans>Subtract>Areas（选择整个正方形，点击Apply，然后选择四个圆角面，点击OK）；MainMenu>Preprocessor>Modeling>Opreate>Blooeans>Subtract>Areas（选择整个面，点击Apply，然后选择中间的圆，点击OK）；（6）定义材料属性(a)MainMenu→Preprocessor→MaterialProp

4、s→MaterialModels→Structure→line→elastic→Isotropic (b)在EX框中输入弹性模量2.1e11，PRAY框中输入比例0.33，点击OK完成;（7）定义单元类型(a)MainMenu→Preferences;(b)勾选Structural选项(表示作结构分析用)再按OK完成;(c)Preprocessor→ElementType点击Add按钮(然后在单元类型库面板上左框内点击Structural→Shell(右框内点击4node(Shell63))按OK关闭单元类型库面板;(d)按Close关闭对话框;（8）定义实常数Ma

5、inMenu>Preprocessor>RealConstants>Add>TK（I）输入0.1，点击OK,然后点击close关闭面板；（9）划分网格MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool>Sizecontrol>elementedgelength0.1>Mesh>PickAll>OK；（10）加载约束MainMenu>Solution>Define-Loads>Apply>Structural>Displacement>OnLines>AllDOF>输入0，点击OKMainMenu>Solution>Define-Loads>

6、Apply>Structural>Pressure>OnAreas>value=20000载荷施加图如下：（11）求解MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS>OK；三、计算结果（1）绘制应力图MainMenu>GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlot→NodalSolu→select:stress-vonMises；MainMenu>GeneralPostproc>QueryResults>SubgridSolu>Stress>vonMisesSQEV>在对话框中点击max>OK；应力变形图如下：最大

7、应力值为0.578e+07Pa（2）绘制位移图MainMenu>GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlot→NodalSolu→select:DOFsolution>DisplacementMainMenu>GeneralPostproc>QueryResults>SubgridSolu>DOFsolution>USUM>在弹出的对话框中点击max>OK找出变形位置如图：最大位移值为0.144e-3m（3）考虑对称性计算最大应力和位移：由于约束对称，载荷对称，所以取1/4研究；此时解得的最大应力点如图：最大应力值为0.645e