有限元大作业梁的边界问题

研究生课程考核试卷

科 目： 有限元分析技术 教 师： 金晓清

姓 名： 刘双龙 学 号： 20140713189 专 业： 机械工程领域 类 别： （专业） 上课时间： 2014年 10月至2014年 12月

考

生 成 绩： 卷面成绩 平时成绩 课程综合成绩

阅卷评语：

阅卷教师 (签名)

重庆大学研究生院制

带孔薄板应力分布及应力集中探究

摘要：带孔薄板的应力集中问题是使用工程领域中一个较为常见的问题，

也是弹性力学中平面问题的一个经典问题。本文首先采用弹性力学中平面问题的相关知识进行推导，其中只考虑三个应力分量，而忽略其在厚度方向上的变化，从而得出圆孔附近的应力分布，由此可以看出应力集中最大点及其应

风电主轴承有限元分析

XXX

摘要：基于有限元法在接触问题中的应用，对风电主轴承进行非线性分析。以轴承外圈的内表面和内圈的外表面为目标面，以滚子为接触面创建接触对分析滚子的接触应力情况。最大应力值出现在滚子边缘出，对最大承载滚子环向接触应力分析表明，有限元分析结果与理论计算结果相近，验证了利用有限元法分析风电主轴承应力状态的可行性。 关键词：风电主轴承；接触应力；有限元分析

0 引言

随着传统能源的日益枯竭以及环境污染问题愈发严重，风能作为一种清洁的的可再生能源近些年受到越来越多的关注。风力发电技术已广泛运用于世界各地。一些发达国家风力发电产业已得到了迅猛发展，技术日趋成熟，并开始走向产业化规模化发展阶段[1-3]。

风电主轴承是风力发电机重要的组成部分。其结构形式图下图1所示。据统计，如今安装的所有风力发电机中，采用主轴轴承支撑原理的占总数的75-80％[4]，这种支撑是轴承内圈安装在旋转的主轴上，外圈固定在单独的轴承座上，相对于圆锥滚子轴承或圆柱滚子轴承来说，主轴轴承位置处轴产生变形，需要轴承具有一定的调心作用，所以都采用了调心滚子轴承。近年来由于计算机技术的飞速发展，轴承的受力分析计算已经普遍采用有限元分析的方法，能够准确合理地解决轴承

penglining 发表于 2007-5-16 08:26 有限元法、边界元法、有限差分法的区别和各自的优点

请问：有限元法、边界元法、有限差分法等方法有哪些区别和各自的优点？尤其是在声学方面。 谢谢！

fossiler 发表于 2007-5-19 14:00 网格的跑分上不同,差分要求模型规则,有限元可以是任意不规则模型,

hillyuan 发表于 2007-5-21 17:45 FEM: irregular grid-> easy to describe complex shape, hard in mesh generation

\\.a4hj

FDM: regular mesh -> easy in grid generation, hard to describe complex shape=> less accurate than FEM

BEM: irregular mesh in boundary -> mesh generation much easier than that of FEM. need much less computation resource than the above two. BUT ne

百度文库- 让每个人平等地提升自我

1

本科生实验报告书

四节点等参单元有限元分析的FORTRAN程序

百度文库- 让每个人平等地提升自我

2 目录

1．问题概述 (1)

2．四节点四边形等参单元介绍 (1)

3．单元应力磨平方法介绍 (4)

4．程序流程设计 (6)

程序设计概述

流程图

5．程序结构及程序说明 (8)

6．程序应用及算例分析 (9)

算例概述

算例ANSYS求解

算例程序数值解

算例分析

7. 总结 (15)

- 1 -

1. 问题概述

等参单元是有限元方法中使用最广泛的单元类型。等参单元的位移模式和坐标变换均采用相同的形函数，这种坐标变换叫做等参变换。通过等参变换可以将自然（局部）坐标中几何形状规则的单元转换成总体（笛卡尔）坐标中形状扭曲的单元，因而使得单元有较好的适应性。

本问题首先对平面四节点四边形等参单元的形函数、应力矩阵和等效节点力矩阵、应力磨平公式等的推导和计算求解。并通过设计FORTRAN 求解程序进行编程求解，最后给出算例（受集中荷载的悬臂梁）并进行求解，将解与ANSYS 的解进行比较。在这个过程中，采用了高斯三点积分和高斯两点积分，这种积分方法的求解效率较高而且精度也较好。在问题的最后，尝试去分析引起数值解误差的原因，并分析四节点等参单元的若干

宁波理工学院

有 限 元 分 析 作 业

作业名称 扳手静态受力分析

姓 名

学 号

班 级

题目：扳手静态受力分析:

扳手的材料参数为：弹性模量E=210GPa,泊松比u=0.3：此模型在左侧内六角施加固定位移约束，在右侧表面竖直方向上施加48 106N的集中力。 模型如下图：

1-1

1. 定义工作文件名和文件标题

（1） 定义工作文件名:执行File-Chang Jobname-3090601048 （2） 定义工作标题：执行File-Change Tile-3090601048

（3） 更改工作文件储存路径：执行File-Chang Directory-E:\ANSYS 2. 定义分析类型、单元类型及材料属性

（1） 定义分析类型，执行Main Menu-Preferences,如下图所示：

2-1

（2） 定义单元类型，执行Main Menu-Preprocessor-Element Type-Add弹

出Element Type 对话框.如下图所示：

2-2

（3） 定义材料属性

执行Main menu-Preprocessor-Material Props-Material models,在Define

material model

4 前处理：边界条件

4 边界条件

4

为了完成一项分析，需要使用边界条件处理器对模型定义边界条件。首先必须确定应用的边界条件类型。在选择了分析类型的基础上，菜单将显示出所允许定义的相关的边界条件。基于一种唯一的边界条件编号，定义隐含的边界条件是很重要的考虑因素。只有用LOADCASE命令产生载荷工况，并用JOB命令来指定这个载荷工况时，边界条件才会在分析中被使用。

BOUNDARY CONDITIONS NEW REM NAME COPY PREV NEXT BOUNDARY CONDITION TYPES EDIT MECHANIAL THERMAL JOULE ACOUSTIC BEARING ELECTROSTATIC MAGNET MAGNETOSTATIC ELECTROMAGNETIC ID BOUNDARY

边境问题

边境问题

中印帐篷对峙事件 2013年4月21日，《印度 时报》等媒体又纷纷惊呼 “中国入侵论”观点，幵 称印度边防警察获得消息 后，随即赶到与中国士兵 营地相距300米的地斱驻 扎，由此进行了所谓的中 印军队“帐篷对峙”。 2013年5月6日，在持续20 多天后，中印两国军队在 边境克什米尔拉达克地区 的“帐篷对峙”以平静的 斱式告一段落。双斱军队 同时向后撤退，结束了紧 张局势。

边境问题

中印边界问题，指中国不 印度的边界问题，主要包 括东段、中段和西段。 中国不印度两国边界全长 约2000公里，分西、中、 东3段。西段约600公里， 中段约450公里，东段约 650公里。1962年两国因 边界争端爆发了一场边界 战争。几十年来，虽然中 印政府一直在寻找公平、 合理解决边界争端的斱式 斱法，但至今未能取得突 破性迚展。

边境问题

中印边界争议示意图

边境问题

东段地区 藏南地区争议领土约9万平斱公里领土， 全部被印度占领。中印实际控制线就是 非法的“麦克马洪线”。印度地图已经 将其作为它的正式、合法边界，幵亍 1987年宣布成立了“阿鲁纳恰尔邦”, 同时向该地区大量移民。目前定居在那 里的印度人比全西藏的人口总和多两倍。 “阿鲁纳恰尔邦”

有 限

元 大 作 业 程 序 设

学校：天津大学

院系：建筑工程与力学学院 专业：01级工程力学 姓名：刘秀 学号：\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ 指导老师：

计

连续体平面问题的有限元程序分析

[题目]：

如图所示的正方形薄板四周受均匀载荷的作用，该结构在边界

上受正向分布压力，

p?1kNm，同时在沿对角线y轴上受一对集中压

力，载荷为2KN，若取板厚t?1，泊松比v?0。

2kN 1kN/m 2kN

[分析过程]：

由于连续平板的对称性，只需要取其在第一象限的四分之一部分参加分析，然后人为作出一些辅助线将平板“分割”成若干部分，再为每个部分选择分析单元。采用将此模型化分为4个全等的直角三角型单元。利用其对称性，四分之一部分的边界约束，载荷可等效如图所示。

[程序原理及实现]：

用FORTRAN程序的实现。由节点信息文件NODE.IN和单元信息文件ELEMENT.IN，经过计算分析后输出一个一般性的文件DATA.OUT。模型基本信息由文件为BASIC.IN生成。 该程序的特点如下：

问题类型：可用于计算弹性力学平面问题和平面应变问题 单元类型：采用常应变三角形单元 位移模

船海1004 黄山 U201012278

有限元分析大作业报告

试题1：

一、 问题描述及数学建模

图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： （1）分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算； （2）分别采用不同数量的三节点常应变单元计算；

（3）当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。

该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，分布情况及方向如图所示。

二、 采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算 1、 有限元建模

（1）设置计算类型：两者因几何条件和载荷条件均满足平面应变问题，故均取Preferences为Structural

（2）选择单元类型：三节点常应变单元选择的类型是Solid Quad 4 node182；六节点三角形单元选择的类型是Solid Quad 8 node183。因研究的问题为平面应变问题，故对Elem

有限元大作业

学院：机械工程学院专业：机械工程及自动化班级：姓名：学号：日期：

题号：135

题目：如图1所示的托架，其顶面承受100N的均匀分布载荷，托架通过有孔的表面固定在墙上，托架是钢制的，杨氏模量

E=1*1011Pa，泊松比v=0.3，试通过ANSYS输入其变形图及托架的von Misese应力分布。（题中in单位换成mm，如1in= 25.4mm,图中所示每个尺寸分别乘以：11）

该题的实际模型及尺寸如图2所示。

图1 显示原始尺寸的模型 图2 转化尺寸后的模型

1前处理

1.1改变文件名。单击File\\Change Jobname，弹出Change Jobname对话框，在jobname框中输入Entity Analysis，单击OK，退出Change Jobname对话框。

1.2改变工作目录。单击File\\Change directory,浏览至桌面AnsysCourse文件夹，单击确定，退出浏览文件夹对话框。

1.3改变文件标题。单击File\\change Title,弹出Change Title对话框，在Title框中输入Entity Analysis。单击OK，退出Change