有限单元法实验指导书（本科用）

有限单元法实验指导书

赵 东 编写

北京林业大学工学院 机械工程系力学教研室

2014年2月

有限单元法实验指导书

目 录

序

实验一 有限元软件的基本使用 实验二 一个悬臂梁的基本分析 实验三 平面结构的静力分析

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有限单元法实验指导书

序

有限元法是求解数理方程的一种数值计算方法，是解决工程实际问题的一种有力的数值计算工具，已在许多学科领域和实际工程问题中都得到了广泛的应用。

本课程通过上机实验使学生能利用有限元的前、后处理技术进行建模、划分网格以及掌握计算结果的图形显示等。初步掌握用有限元法编制程序解决力学问题。

本实验指导书适用于机械设计制造及其自动化、交通工程、木材科学与工程、土木工程、水土保持等非力学专业的高年级本科生，以及相关专业的研究生。

编者

2014年1月

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实验一 有限元软件的基本使用

一、实验目的

? 初步掌握有限元软件的基本使用方法 ? 了解软件进行结构分析的基本功能 ? 了解用户界面 ? 掌握基本操作 二、实验设备的基本配置

? 实验采用有限元分析软件ANSYS/ED版本

? 微机安装Windows 98, Windows NT4.0以上的操作系统。至少需要200兆硬

盘，16MB内存。17”以上显示器，显示分辨率为1024X768。 三、 实验步骤

1、启动ANSYS程序

? 单击“开始”按钮，选 择“程序”，选择ANSYS/ED6.X ? 单击“Interactive”进入ANSYS交互式操作程序，出现初始窗口如图。 ? 选择ANSYS产品。 ? 选择ANSYS的工作目

录，ANSYS所有生成的文件都写入此目录下。 ? 选择图形显示方式,如配置3D显卡，则选择3D。 ? 设定初始工作文件名，缺省为上次运行的文件名，第一次为file。 ? 设定ANSYS工作空间及数据库大小。 ? 选择Run 运行ANSYS。

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2、ANSYS用户界面

ANSYS软件提供友好的交互式的图形用户界面（GUI），通过GUI可以方便访问程序的各种功能、命令、联机文档和参考资料，并可以一步一步的完成整个分析，使ANSYS易学易用。 ANSYS提供四种方法输入命令 ? 菜单 ? 对话框 ? 工具杆 ? 直接输入命令

ANSYS有7个菜单窗口，如图，功能如表

表1.1：菜单窗口 窗口名称 应用菜单 主菜单 输入 输出 图形 工具条 对话框 包含文件管理、选择、显示控制、参数设置等功能。 包含ANSYS的主要功能，分为前处理、求解、后处理等。 显示提示信息，输入ANSYS命令，所有输入命令在此显示。注意：多数命令需要带符合命令格式的参数。 显示软件的文本输出，通常在其他窗口后面。 显示由ANSYS创建或传递到ANSYS的图形。 将常用的命令制成工具条，方便调用。 用于完成操作或设定参数进行选取的窗口，提示输入数据或作出决定。 3、ANSYS基本操作

ANSYS通过一些基本操作和选择具有不同功能的处理器模块来完成一个分析任务。ANSYS主菜单提供了完成一个工程分析所必须的处理器模块，它包括一个前处理器、一个求解器、两个后处理器和其他辅助处理器等。ANSYS常用的处理器及其功能、操作命令如表。

表1.2： ANSYS常用的处理器 处理器名称 功能 GUI 前处理器 建立有限元模型 Main menu>Preprocessor 求解器 加载及求解 Main menu>Solution 通用后处理显示特定载荷步Main menu>General 器 的结果 Postproc 时间历程处显示连续载荷步Main menu>Timehist 理器 的结果 Postproc 优化设计 改进初始设计 Main menu>Design Opt 命令 /Prep7 /Solu /Post1 /Post26 /Opt 4

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