有限元上机实验报告

姓名 **

学号 **

实验一

一 已知条件

简支梁如图所示，截面为矩形，高度h=200mm，长度L=1000mm，厚度t=10mm。上边承受均布载荷，集度q=1N/mm2，材料的E=206GPa，μ=0.29。平面应力模型。

X方向正应力的弹性力学理论解如下：

二 实验目的和要求

（1）在Ansys软件中用有限元法探索整个梁上，的分布规律。

（2）计算下边中点正应力的最大值；对单元网格逐步加密，把的计算值与理论解对比，考察有限元解的收敛性。

（3）针对上述力学模型，对比三节点三角形平面单元和4节点四边形平面等参元的求解精度。

三 实验过程概述

（1） 定义文件名

（2） 根据要求建立模型：建立长度为1m，外径为0.2m，平行四边行区域

（3） 设置单元类型、属性及厚度，选择材料属性：

（4） 离散几何模型，进行网格划分

（5） 施加位移约束

（6） 施加载荷

（7） 提交计算求解及后处理

（8） 分析结果

四 实验内容分析

（1）根据计算得到应力云图，分析本简支梁模型应力分布情况和规律。主要考察和，并分析有限元解与理论解的差异。

由图1看出沿X 方向的应力呈带状分布，大小由中间向上下底面递增，上下底面应力方向相反。由图2看出应力大小是由两侧向中间递增的，得到X 方向上最大应力就在下部中点，为0.1868 MPa。根据理论公式求的的最大应力值为0.1895MPa。由结果可知，有限元解与理论值非常接近。由图3看出Y的方向应力基本相等，应力主要分布在两侧节点处。

图 1 以矩形单元为有限元模型时计算得出的X方向应力云图

图 2 以矩形单元为有限元模型时计算得出的底线上各点x 方向应力图

…… …… 余下全文