有限元分析技术.doc

研究生课程考核试卷
科目: 有限元分析技术教师:
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阅卷教师(签名)
重庆大学研究生院制
《有限元分析及应用》课程Case Study
计算轴的变形及等效应力
引言
本文利用材料力学的方法和有限元法分别计算轴的变形和等效应力,并计较不同计算方法所得结果的差异。
模型及数据设计
T1 = 100Nm T2 = -100Nm P = 500N
从左到右轴的直径设定大小L1=35mm L2=40mm L3=35mm L4=30mm
材料力学的方法计算轴的变形及等效应力
由此可得到弯矩图:
扭矩图:
根据已作出的总弯矩和扭矩图,求出计算等效弯矩Mca,并作出Mca图,Mca的计算公式为:
在这里,取α=1。由此可得等效弯矩图:
由公式:,可求得弯曲应力:
其中W=π/32×d³
由此可得应力分布图:
由此可得最大应力为38MPa
有限元的方法计算轴的变形及等效应力
(1)六面体单元
轴的六面体网格图
轴的受力示意图
轴的应力图
轴的变形图
(2)四面体网格
轴的六面体网格图
轴的受力示意图
轴的应力图
轴的变形图
结论
利用不同的方法得出了不同的结果
类型
变形位移(MPa)
等效位移(mm)
六面体网格


四面体网格


《有限元分析及应用》课程Case Study
平面简支梁的三种类型单元分析及单元性能比较
引言
本文在ANSYS平台上,采用有限元方法对平面简支梁,在三种单元(梁单元、三节点三角形单元、四节点四边形单元)下的不同性能。

模型图

(1)四节点四边形单元
边界条件图
应力图
位移图
(2)梁单元
边界条件
应力图
位移图
(3)三节点三角形单元
边界条件图