1、上机实验 报告（ 1） 实验题目： 一个 200mm 200mm 平板，中心有一个直径 5mm 圆孔，左右两边受面内均匀拉伸载荷 1MPa。建立平面应力问题有限元模型，分别采用 3 节点三角形单元和 8 节点四边形等参元计算孔边应力集中，对两种单元的求解精度进行比较。注意优化模型单元网格布局和网格密度过渡。 实验目的： 比较 3 节点三角形与 8 节点三角形的求解精度 建模 概述 ： 打开 ansys， gui 操作为 Preprocessor-Modeling-Create-Rectangle-By Dimensions。输入参数如图 1.1 图 1.1 建立模型后采用 PLANE45 单元
2、退化成三角形单元离散，得到图 1.2，通过加载边界条件后计算得到结果。图 1.4 为其应力图。再采用 PLANE183 离散模型，如图 1.3. 图 1.2 图 1.3 计算结果及结论： 通过计算分别得到两种离散单元的应力图：图 1.4 为三角形单元离散，图 1.5 为 四边形单元离散。 图 1.4 图 1.5 通过比较两种单元离散模型算得结果， 四角形单元求解比三边形单元求解得到的结果更加连续，求解的精度也更好一点。 实验体会： 只有选择合适的单元离散模型才可以得到正确的结果，否则计算出的结果出错。 上机实验报告（ 2） 实验题目： 一个空心球的外半径 mmR 1501 ，内半径 mmR 1
3、202 。 内壁受均匀 压力 MPa10 。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，对两个模型计算结果进行对比分析。注意利用对称性简化建模 。 实验 目的： 学会对轴对称模型进行简化并采用合适的单元离散。 建模概述： A：采用轴对称单元离散模型 建立模型 ， 把 球 体 简 化 为 四 分 之 一 圆 且 是 平 面 ， gui 操作为Preprocessor-Modeling-Create-Areas-Circle-Partical Anunulus，输入参数如下图 2.1： 图 2.1 采
4、用 PLANE182 单元离散模型， 在 Extra behavior 选项中选择 Axisymmetric，即对称，离散模型后 如图 2.2， 加载边界条件后计算。 B: 采用六面体单元离散模型 建立模型， 把模型简化为 八分之一， 采用 SOLID95 单元离散模型 在 Extra behavior 选项中选择 Axisymmetric ， 如 图 2.3 ， 加 载 边 界 后 计 算 。图 2.2 图 2.3 结果 与结论 图 2.3、 2.4 分别为两种单元离散模型后计算结果： 比较结果发现，两种单元计算结果一致，但是六面单元的模型比较复杂，计算时间远远大于轴对称模型。 实验体会：
5、对于对称的模型，适当的简化并选择合适的模型可以大大减少工作量，并且计算得到的结果跟使用完整模型无差 别。 上机实验报告（ 3） 实验题目 ： 一个 矩形平板 ，长 1000mm,宽 100mm，厚度 10mm。材料的 E=200GPa，0.3 ， 3-6 /107 .8 2 mmKg 。板的 一 侧短 边 固 支 ，其它三边自由。 在相同的较 粗网格（厚度方向 1层单元） 下 ， 分别用 8节点 六面体全积分 等参 元和 二次六面体 等参元 计算其前 六 阶自由振动频率和振型 。计算结果列在表中，对计算结果作对比和分析。 实验目的 ： 学会计算结构的振型。 建模概述： 建立模型， gui 操作
6、为 Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-By Dimensions。输入参数如图 3.1. 图 3.1 分别用 SOLID45 和 SOLID95 离 散 ， 并 加 载 边 界 条 件 ， 如 下 图 ：图 3.2 图 3.3 结果与结论： 计算结果如下： 阶数 SOLID45 频率 SOLID95 频率 1 260.62 260.2 2 1634.7 1630.3 3 2574.2 2569.7 4 4591.1 4566.1 5 4964 4910.6 6 9043.1 8954.4 两种单元计算出的各阶振型分别如下： 第一阶： 第二阶： 第三阶： 第四阶： 第五阶： 第六阶： 观察两种结果 ，两种结果计算基本一致。 实验体会： 通过不同单元离散模型后得到的振型基本相同，那么在复杂的结构中可以采用简单的单元来离散模型，以达到减少计算的时间。
