有限元分析大作业报告

1、船海1004黄山U201012278有限元剖析大作业报告试题1：一、问题描绘及数学建模图示无穷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剖析，并对以下几种计算方案进行比较：1）分别采纳同样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）分别采纳不一样数目的三节点常应变单元计算；3）入选常应变三角单元时，分别采纳不一样区分方案计算。该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，散布状况及方向以下图。二、采纳同样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）设置计算种类：二者因几何条件和载荷条件均知足平面应变问

2、题，故均取Preferences为Structural（2）选择单元种类：三节点常应变单元选择的种类是SolidQuad4node182；六节点三角形单元选择的种类是SolidQuad8node183。因研究的问题为平面应变问题，故对Elementbehavior（K3）设置为planestrain。3）定义资料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比=0.34）建几何模型：生成特点点；生成坝体截面5）网格化分：区分网格时，拾取lineAB和lineBC，设定inputNDIV为15；拾取lineAC，设定inputNDIV为20，选择网格区分方式为Tri+Mapped，最后获得600个单元。1

3、船海1004黄山U2010122786)模型施加拘束：拘束采纳的是对底面BC全拘束。大坝所受载荷形式为Pressure，作用在AB面上，剖析时施加在LAB上，方向水平向右，载荷大小沿LAB由小到大平均散布。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：Pghg(10y)980009800*Y2、计算结果及结果剖析（1）三节点常应变单元三节点常应变单元的位移散布图三节点常应变单元的应力散布图2船海1004黄山U201012278（2）六节点三角形单元六节点三角形单元的变形散布图六节点三角形单元的应力散布图（3）计算数据表单元种类最小位移（mm）最大位移（mm）最小应力（Pa）

4、最大应力（Pa）三节点00.02845460.7392364六节点00.02920.001385607043（4）结果剖析3船海1004黄山U201012278最大位移都发生在A点，即大坝顶端，最大应力发生在B点邻近，即坝底和水的交界处，且整体应力和位移变化散布趋向相像，切合实质状况；结果显示三节点和六节点单元剖析出来的最大应力值相差较大，原由可能是B点产生了虚假应力，造成了最大应力值的不正确性。依据结果显示，最小三节点和六节点单元剖析出来的最小应力值相差极为悬殊，联合理论剖析，实质上A点不承受载荷，最小应力靠近于零，明显六节点三角形单元剖析在这一点上更正确。六节点的应力范围较大，所以可判断在

5、单元数目同样的前提下，节点数目越多，剖析精度就越大；可是节点数目的增加会不行防止地带来计算工作量增添和计算效率降低的问题。三、分别采纳不一样数目的三节点常应变单元计算1、有限元建模（单元数目分别为150和1350）2、计算结果及结果剖析（1）单元数目为150的常应变三节点单元4船海1004黄山U201012278（2）单元数目为1350的常应变三节点单元（3）计算数据表单元数最大位移（mm）最小应力（Pa）最大应力（Pa）910.027010923.530192413500.02883640.16452618（4）结果剖析单元数目的增添，最大位移变化不大，应力变化范围逐渐增大；网格区分越密，剖

6、析的结果正确度将会提升；单元数目的增添和节点数目的增添都会造成计算量的增添和计算速度的降落的问题。四、入选常应变三角单元时，分别采纳不一样区分方案计算1、方案一5船海1004黄山U2010122782、方案二6船海1004黄山U2010122783、计算数据表最大位移（mm）最小应力（Pa）最大应力（Pa）方案一0.012876772147567方案二0.010750772.91561734、数据剖析由以上剖析结果可知，因为方案一和二都只有四个单元，所以在计算应力和位移的时结果的正确度较低。剖析应力争可知，方案二得出的最大应力不在坝底和水的交界处，不切合实质状况，而方案一的最大应力所在地点切合

7、实质状况，所以整体来说，方案一的剖析结果优于方案二。7船海1004黄山U201012278试题3：一、问题描绘及数学建模图示为一带圆孔的单位厚度（1M）的正方形平板，在x方向作用均布压力0.25Mpa，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对平板进行有限元剖析，并对以下几种计算方案的计算结果进行比较：1）分别采纳同样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）分别采纳不一样数目的三节点常应变单元计算；在y轴上，孔边应力的精准解为：MPa，在x轴上，孔边应力的精准解为：0.25MPax0.75yy025MPa025MPax6mm48m由图可知，此题所研究问题为平面应力问题，又所以平板构

8、造对于图示中X、Y轴对称，能够利用此对称性，取截面的四分之一进行剖析计算。二、采纳同样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、三节点常应变单元8船海1004黄山U2010122782、六节点三角形单元3、计算结果及剖析DMXSMNSMX三节点0.309e-040.390e-050.309e-04-0.7080.225六节点0.309e-040.391e-050.309e-04-0.780.258理论值-0.750.259船海1004黄山U201012278由上表可看出，在单元数目同样的状况，六节点常应变三角形单元的剖析精度要高于三节点常应变三角形单元。所以，当单元形状和大小同样时，

9、高阶单元的计算精度要高于低阶单元。三、采纳不一样数目的三节点常应变单元计算1、第一次加密2、第二次加密10船海1004黄山U2010122783、计算结果及剖析DMXSMNSMX单元数不加密0.309e-40.391e-50.309e-4-0.7010.2252225第一次加密0.309e-4-0.7260.2345020第二次加密0.309e-4-0.7410.2479140理论值-0.750.25由上表可知，固然常应变三角形单元的计算结果没有高阶单元的计算结果精准，可是跟着单元数目的增加，计算结果渐渐的靠近高阶单元的计算结果。11船海1004黄山U201012278加筋板建模：一、问题描绘

10、及数学建模加筋板的几何模型以下图。横向增强筋L15010010纵向增强筋6m2020028100板厚9mt=15mm四边简支的板，遇到均布压力0.1Mpa的作用，求变形和应力。要求：使用shell63和beam188单元。二、有限元建模1、几何建模用工作平面把平板依据增强筋的地点切割成以下列图所示的几何模型。12船海1004黄山U2010122782、属性定义：单元种类板：shell63增强筋：beam188资料属性杨氏模量E=2.1e+11，泊松比0.3实常数板厚0.02m梁截面（Section）纵向增强筋14250；横向增强筋L1001001226803、梁的方向点：每一根横向增强筋和纵向增强筋都要定义一个方向点4、改变线的方向：改变线的方向的目的是改变梁的方向5、有限元模型不显示梁截面的有限元模型不显示梁截面的位移云图13船海1004黄山U201012278不显示梁截面的应力云图显示梁截面的有限元模型（a）横向增强筋L25020010截面形状（）纵向增强筋16180截面形状b2412014船海1004黄山U201012278显示梁截面的载荷模型显示梁截面的位移云图显示梁截面的应力云图三、结果剖