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ABAQUS有限元上机报告南理工.
有限元上机实验报告 [——以Abaqus软件进行
的有限元分析]
汪健强 1008320139
实验1——平面问题应力集中分析
目的要求：
掌握平面问题的有限元分析方法和对称性问题建模的方法。通过简单力学分析，可以知道本实验问题属于平面应力问题，基于结构和载荷的对称性，可以只取模型的1/4进行分析。
用8节点四边形单元分析X=0截面σx的分布规律和最大值，计算圆孔边的应力集中系数，并与理论解对比。
实验过程概述：
启动ABAQUS/CAE
创建部件
创建材料和截面属性
定义装配件
设置分析步
定义边界条件和载荷
划分网格
提交分析作业
后处理
10、退出ABAQUS/CAE
实验结果：
（1）边界受力图
X方向应力分量σx应力云图：
（2）左边界直线与圆弧边交点的σx值为： 2.96714 MPa；
左右对称面上的σx曲线：
实验内容分析：
模型全局σx应力分布：σx应力集中分布于中心圆孔与x、y轴相交的地方，且与x轴相交处应力为负，与y轴相交处应力为正；沿圆周向周围，σx迅速减小；沿y方向的σx应力大于沿x方向的σx应力。
应力集中系数为 2.92975，小于理论值3.0。
误差来源：有限元分析方法是将结构离散化，网格划分得越稀疏，计算出的结果就越偏离理论值。分的越密集，结果越接近与理论值。
实验小结与体会：
通过本次实验，对理论课所学有限元基本方法有了一个更加直观、深入的理解。通过对Abaqus软件三个步骤：前处理、分析计算、后处理的操作，了解了这款软件的基本应用和它对有限元的一些很好的应用。试验中，遇到诸多问题，仔细思考，加之请教老师，逐一解决，确实很有收获。更增加了对有限元的认识，和对其功能之强大有了更深的理解。
实验二 平面问题有限元解的收敛性
实验目的和要求：
在ABAQUS软件中用有限元法探索整个梁上σx和σy的分布规律。
计算梁底边中点正应力σx的最大值；对单元网格逐步加密，把σx的计算值与理论解对比，考察有限元解的收敛性。
针对上述力学模型，对比三节点三角形平面单元和8节点四边形平面单元的求解精度。
实验过程概述：
创建部件
创建材料和截面属性
定义装配件
设置分析步
定义边界条件和载荷
划分网格
提交分析作业
后处理
细化网格验证收敛性
高阶单元分析与收敛
实验结果：
边界受力图
单元类型：CPS3，单元尺寸：50
模型σx应力云图: 模型σy应力云图：
（3）底边中点σx最大值：13.1472 MPa
（4）底线上各点x方向的应力曲线：
单元类型：CPS3，单元尺寸：20
模型σx应力云图: 模型σy应力云图；
底边中点σx最大值：17.0888 MPa
（4）底线上各点x方向的应力曲线：
单元类型：CPS3，单元尺寸：10
(1) 模型σx应力云图: 模型σy应力云图:
(3) 底边中点σx最大值：18.1592 MPa
(4) 底线上各点x方向的应力曲线:
单元类型：CPS8，单元尺寸：100
(1) 模型σx应力云图: 模型σy应力云图:
(3) 底边中点σx最大值：19.0951 MPa
(4) 底线上各点x方向的应力曲线:
单元类型：CPS8，单元尺寸：50
(1) 模型σx应力云图: (2) 模型σy应力云图:
(3) 底边中点σx最大值：18.9939 MPa
(4) 底线上各点x方向的应力曲线:
单元类型：CPS8，单元尺寸：20
(1) 模型σx应力云图: (2) 模型σy应力云图:
(3) 底边中点σx最大值：18.9577 MPa
(4) 底线上各点x方向的应力曲线:
实验内容分析：
应力分布情况和规律：
底边σx为正，顶边为负，沿y轴正向σx逐渐增大；
σy集中分布于两端铰接处，且σy与y同号；
σx、σy均对称于y轴分布。
σy的有限元解与材料力学解的符号不同，因为有限元节点力正方向与材料力学中的内力正方向的定义不同。
对最大应力点的σx应力收敛过程的分析：
计算次数 单元类型 单元尺寸（mm） 计算应力σx（MPa
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