有限元上機(jī)習(xí)題

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上機(jī)習(xí)題要求：

1）獨(dú)立完成5個(gè)上機(jī)題，并完成一份分析報(bào)告。分析報(bào)告中要對(duì)所計(jì)算的問題和建模過程做簡(jiǎn)要分析，以圖表形式分析計(jì)算結(jié)果。

2）上交分析報(bào)告和5個(gè)上機(jī)題的日志文件（*.log文件），不要提交.db文件，日志文件要求明白、簡(jiǎn)單。

習(xí)題1：選用Plane82單元分析如圖1所描述的水壩受力狀況，設(shè)壩體材料的平均密度為2g/cm3，考慮自重影響，材料彈性模量為E=700Mpa,泊松比為0.3。按水壩設(shè)計(jì)規(guī)范，在壩體底部不能出現(xiàn)拉應(yīng)力。分析壩底的受力狀況，是否符合要求。建模和分析過程參考上機(jī)指南中的Project2。按以下步驟施加體力：

1)在材料屬性中設(shè)定密度：ANSYSMainMenu→Preprocessor→MaterialProps

→MaterialModels→Structural→Density→Dens:2000

施加重力載荷：ANSYSMainMenu→Solution→DefineLoads→Apply→Structural

→Gravity→ACELY:9.8→OK

2mR1=0.3水深4m5mR2=0.54m

圖1水壩截面圖

圖2受溫度載荷的圓筒示意圖

習(xí)題2、由等直桿構(gòu)成的平面桁架如圖3所示，等直桿的截面積為25cm2，彈性模量為E?2.1?105Mpa，所受的集中力載荷為1.0e8N。建模過程參考上機(jī)指南

中的Project5。分析該桁架的強(qiáng)度是否符合要求，給出約束節(jié)點(diǎn)的支反力、桿件受力以及受力節(jié)點(diǎn)的位移。

1m1m1m載荷：1.0e8N

圖3超靜定桁架

圖4（a）超靜定粱的受力與約束

圖4（b）粱的截面

習(xí)題3、矩形截面超靜定粱的受力與約束狀況如圖4（a）所示，截面如圖4（b）所示，b=20mm,h=80mm，材料的彈性模量為E?2.1?105Mpa，泊松比為0.3。集中力P=1000N，分布載荷q=200N/m。求粱的支反力、最大位移及最大位移出現(xiàn)的位置。建模和分析過程參考上機(jī)指南中的Porject6。

習(xí)題4、如圖5所示的空心圓球，R1=0.3m，R2=0.5m，受到P=100Mpa的內(nèi)壓作用，材料的彈性模量為E?2.1?105Mpa，泊松比為0.3。求空心圓球的受力后

的徑向位移并分析計(jì)算精度，要求將計(jì)算結(jié)果與解析解進(jìn)行比較，選則一個(gè)與解析解最接近的網(wǎng)格方案。建模和分析過程參考上機(jī)指南中的Porject3。

空心圓球受內(nèi)壓作用后徑向位移的解析解為：

3?R21?2?????(1??)r?2r31???ur?P3?E?R2?1??3R1??

習(xí)題5、一側(cè)固定的方板如圖6所示，長(zhǎng)寬均為1m，厚度為5cm，方板的右側(cè)受到均布拉力q?200Mpa的作用。材料的彈性模量為E?2.1?105Mpa，泊松比為0.3。對(duì)方板采用兩種不同位移約束方式進(jìn)行計(jì)算，分析采用那種約束方式比較合理。位移約束方式如下：

1)對(duì)12邊同時(shí)施加x和y方向的位移約束；

2)對(duì)12邊施加x方向的位移約束,對(duì)12邊的中間一點(diǎn)施加y方向的位移約束。建模和分析過程參考上機(jī)指南中的