有限元分析实验报告

学生学号 ************* 实验课成绩 武汉理工大学 学 生 实 验 报 告 书 实验课程名称 机械中的有限单元分析 开 课 学 院 机电工程学院 指导老师姓名 学 生 姓 名 学生专业班级 机电研 1502 班 2015 — 2016 学年 第 2 学期 实验一 方形截面悬臂梁的弯曲的应力与变形分析 钢制方形悬臂梁左端固联在墙壁，另一端悬空。工作时对梁右端施加垂直向下的30KN 的载荷与60kN 的载荷，分析两种集中力作用下该悬臂梁的应力与应变，其中梁的尺寸为 10mmX10mmX100mm 的方形梁。 1 .1 方形截面悬臂梁模型建立 建模环境：DesignModeler 15.0。 定义计算类型：选择为结构分析。 定义材料属性：弹性模量为 2.1Gpa，泊松比为 0.3。 建立悬臂式连接环模型。 （1）绘制方形截面草图：在DesignModeler 中定义 XY 平面为视图平面，并正视改平面，点击 sketching 下的矩形图标，在视图中绘制10mmX10mm 的矩形。 （2）拉伸：沿着 Z 方向将上一步得到的矩阵拉伸 100mm，即可得到梁的三维模型，建模完毕，模型如下图 1.1 所示。 图 1.1 方形截面梁模型 1.2 定义单元类型： 选用 6 面体 20 节点 186 号结构单元。 网格划分：通过选定边界和整体结构，在边界单元划分数量不变的情况下，通过分别改变节点数和载荷大小，对同一结构进行分析，划分网格如下图 1.2 所示： 图1.2 网格划分 1.21 定义边界条件并求解 本次实验中，讲梁的左端固定，将载荷施加在右端，施以垂直向下的集中力，集中力的大小为30kN 观察变形情况，再将力改为50kN，观察变形情况，给出应力应变云图，并分析。 （1）给左端施加固定约束； （2）给悬臂梁右端施加垂直向下的集中力； 1.22 定义边界条件如图1.3 所示： 图1.3 定义边界条件 1.23 应力分布如下图1.4 所示： 定义完边界条件之后进行求解。 图1.4 应力分布图 1.2.4 应变分布如下图1.5 所示： 图1.5 应变分布图 1.3 改变载荷大小： 将载荷改为60kN，其余边界条件不变。 1.31 应力分布如下图1.6 所示： 图1.6 应力分布图 1.32 应变分布如下图1.7 所示： 图1.7 应变分布图 1.4 改变载荷大小： 将载荷改为90kN，其余边界条件不变。 1.41 应力分布如下图1.8 所示： 图1.8 应力分布图 1.42 应变分布如下图1.9 所示： 图1.9 应变分布图 1.5 实验结果分析 当网格单元划分相同而施加的载荷不同时； 从应力分布图上可...