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

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