文档介绍：2・1概述有限单元法(FiniteElementMethod,FEM)杲种以计算机为手段,通过离散化将研究对象变换成一个与原结构近似的数学模型,再经过一系列规范化的步骤以求解应力,应变和位移等参数的数值计算方法。它是一种通用的近似计算方法,也是解决工程实际问题的强有力的数值计算工具之一。日前,FEM在航空,航天,机械,汽车,铁路,船舶,交通,建筑,电子,地质矿产,水利水电,石汕化工,生物医学以及科学研究领域得到了非常广泛的应用,并越来越受到业界的高度重视。有限元分析的一•般过程如图2-1所示:根据有限元分析的一般过程,在实际应用屮主要有两中解决方案:编写程序和应用有限图2・1有限元分析的一般过程元分析软件。对于工科类学生而言,人多以应用工程软件为主。其优点是,学生通过使用软件,可以容易的解决一般的工程实际问题,学****时间短,效率高,但缺点是无法洞察软件所蕴涵的有限元分析理论。限于篇幅,本章以介绍软件应用为主。用于有限元分析的应用软件很多,如SAP5,ADINA,ANSYS,ALGOR,ABACUS,MARK,NASTRAN,ASKA等。其屮,ANSYS是由美国ANSYS公司研制开发的人型通用有限元分析软件,是目前市场上最流行,功能最强人的有限元分析软件之一,己广泛应川于多种学科及工程领域。它不但具有强人的前直处理,求解和后宜处理功能,而且提供二次开发工具,并提供多种与CAD直接转换的接口。因此,。希望通过三个实训模块的练****使学生了解有限元分析的基本过程,。——衍架的结构静力分析结构静力分析是ANSYS软件中最简单,应用最广泛的--种功能,它主要用于分析结构在]古I定载荷(主要包括外部施加的作用力,稳态惯性力如重力和离心力,位移载荷和温度载荷等)作用下所引起的系统或部件的位移,应力,应变和力。一般情况下,结构静力分析适川于不考虑或惯性,阻尼以及动载荷等对结构响应的影响不大的场合,如温度,姥筑规范屮的等价静力风载和地震载荷等在结构中所引起的响应。结构静力分析分为线性分析和非线性分析两类,由于非线性分析涉及人变形,槊性,蠕变和应力强化等内容,较为复杂,不适于作为入门教学。因此,本实训中只讨论ANSYS的线性结构静力分析。-个方向向下的力Fy,衍架的尺寸已在图中标出,单位:ni。试计算各杆件的受力。Fy图2-2衍架结构简图图2-2所示为由9个杆件组成的衍架结构,两端分别在1,4点用狡链支承,3点受到其他已知参数如下:弹性模最(也称扬式模量)E=206GPa;泊松比u=;作用力Fy-IOOON;,该问题属于典型的衍架静力分析问题,通过理论求解方法(如节点法或截面法)也可以很容易求出个杆件的受力,但这里为什么要川ANSYS软件对其分析呢?:,了解有限元分析的-般过程;二是通过使用A\SYS软件分析的结果和理论计算结果进行比较,以建立起对利用ANSYS软件进行问题根系的信任度,为以厉使用ANSYS软件进行更复杂的结构分析打基础。,其分析结果与理论计算结果如表2-1所示。表2-1 ---.---9-/%,%,因此,匚®XANSYSToolbarList£lotPlotQtrlslorkrlantP忆■♦Zr,facro■«&x£trlsZJ垄IEHl01save_db|resum_db|QUITIPOWBGRPhI应川菜单ANSYSMainMenu田(2So1ution田G<nciJIo田i■<*•.tpr田! P<>I-•;.I<al田ROBTool田D»*sii:nOpt田ProbBesiga田RadiatioaOpt田Bu-Ti・•StatsSSessionEditorANSYSAMMMM命令输入栏主菜单显示调整丁•具栏QAHSYSlultiphysicsUt11itylenu图2-3用户主界而利用ANSYS软件分析来替代理论计算是完全可行的。—ANSYS&O的启