有限元方法理论及其应用考试题目及要求2014(5)

2019-08-29 22:06

(3)分别绘制σx沿Y轴和X轴的应力大小:

(沿Y轴方向的应力大小)

(沿X轴方向的应力大小)

(4) 对结果的分析:

(1)模型σx应力分布:σx应力集中分布于中心圆孔与x、y轴相交的

地方,且与x轴相交处应力为负(应力值最小),与y轴相交处应力为正(应力值最大);沿圆周向周围,σx有最大值迅速减小至最小值;沿y方向的σx应力随着Y值的增加迅速下降,沿x方向的σx应力随着X的增加先是急速增加后又有所下降最后有缓慢增加。

(2)应力最大值2.95539,最小值-0.0668。误差来源:有限元分析方法是将结构离散化,网格划分得越稀疏,计算出的结果就越 偏离理论值,分的越密集,结果越接近与真实值,三节点三角形与八节点四边形比起来离散的比较稀疏,计算的结果偏离真实值较大。

五 实验体会与总结:

通过本次实验,对理论课所学有限元基本方法有了一个更加直观、深入的

理解。通过对ANSYS软件处理平面孔的应力集中问题,了解了这款软件的基本应用和它对有限元的一些很好的应用。试验中,遇到诸多问题,仔细思考,加之对讲义的理解,确实很有收获。更增加了对有限元的认识,和对其功能之强大有了更深的理解。

一 实验题目:

一个空心球的外半径R1?150mm,内半径R2?120mm。内壁受均匀压力

10MPa。试用有限元法计算该空心球体的应力分布情况。要求分别应用轴对称

二次等参单元建立轴对称模型、应用二次六面体等参单元建立三维模型求解。

二 实验目的:

掌握用轴对称二次等参单元建立轴对称模型,并且通过与二次六面体等参单元建立三维模型进新行比较,熟悉轴对称模型的优点。

三 建模概述:

为了比较,分别采用三维模型和轴对称模型进行分析。考虑到到三维实体

模型的对称性,只对1/8球体划分网格,然后在对称面上施加对称边界条件。 其中:

三维实体模型(1/8空心球体)使用Solid186(二次六面体单元)单元建立实体模型及划分网格。

轴对称模型(1/4圆环)使用Plane183(轴对称类型)单元建立实体模型及划分网格。

两种模型划分网格如下:

然后施加载荷和约束: 三维实体模型

载荷为内表面上压力10Mpa;约束条件为三个对称截面的对称条件

(Un?0,n?截面的法向)

轴对称模型

载荷为内表面(圆弧段)上压力10Kpa;约束条件是两个对称轴的法向位移为0。

四 计算结果分析与结论: 1计算结果:

(1)径向位移

(2)等效应力


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