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《有限元方法及软件应用》课程 有限元分析软件COSMOSDesignSTAR 实验指导书 王文静 编 李 强 审 机械工程实验教学中心 目 录 前 言…..……….……………………………………………………………………2 实验一、梁的有限元建模与应力、变形分析…………………………………….3 实验二、薄壁支架的应力与变形分析（壳单元）……………………………… 6 实验三、薄壁支架的应力与变形分析（壳单元）(续)………………………… 10 实验四、轮对受力分析（装配体分析） …………..……………………………13 实验五、漏斗结构应力分析………………………………………………………16 前 言 《有限元方法及软件应用》课程上机实验是为了配合该课程的理论教学和后期的课程设计而开展，同时也为学生进一步开展毕业设计奠定基础。 实验名称： 《有限元分析软件COSMOS DesignSTAR》上机实验 实验学时： 20学时 实验目的： 1、使用先进设计工具能力的培养； 2、培养和发挥学生的创造和想象能力； 3、促进对理论教学环节中所获知识的理解和巩固； 4、通过简单算例和工程实例的动手操作，使学生了解有限元分析的基本思想和分析过程，掌握有限元分析工具COSMOS软件，并具备初步处理工程问题的能力。 使用软件： COSMOSDesignSTAR软件 实验内容： 本上机实验课每班共安排了4次实验，即 1. 梁的有限元建模与 实验二 薄壁支架的应力与变形分析（壳单元） Stress and Deformation Analysis of a Thin Bracket (Shell Model) 如下图所示，薄壁支座承受载荷大小为1000N，孔边固定，请分析该支座的应力与变形。 分析步骤 创建模型（Creating Modal）COSMOSDesignSTAR， 打开shell.sldprt/.par Open the file beam1.sldprt/.par. 建立分析(Making Analysis)： 1 在浏览器中，右键点击shell组件，在弹出菜单中选择study，study对话框弹出。 2 在study对话框中点击Add，在弹出的study name对话框中填入一个分析的名称，如“shell” 3 在分析类型的下拉框中选择Static, Shell Mesh。 4 点击OK，分析的名称将显示在列表中，这样一个shell的分析就建立了。 创建外壳（Creating Sheets）： 在浏览器中右键点击 Geometry,选择 Create Sheet on Selected Faces. Create Sheet From Faces 对话框弹出. 在图形区，选择支座的外表面（包括导角面）. 按下 Ctrl 键连续选择面，被选择的面出现在Selected Faces对话框.（按下Toggle Face，将便于选择） 点击OK，在Geometry中创建了 Sheet1 . （Note: There is no need to create a sheet for each selected face because all sheets have the same thickness and material.） 定义板壳厚度(To define shell thickness) 在浏览器中右键点击Shells 下的Sheet1，选择 Options. Shell Options对话框弹出. 在 Thickness对话框中, 选择Units 中的mm，输入 10. 在 Formulation 选项中, 点击 Thin. 定义材料(To Apply Material)： 1 在浏览器中右键单击Sheet1，在弹出菜单中点击Apply/Edit Material，弹出Material对话框。 2 在材料树中选择Plain Carbon Steel(普通碳钢)，点击OK。 施加约束（To apply restraint）在浏览器中右键点击Loads/BC，在弹出对话框中选择Restraint(约束)，弹出Restraint对话框。 在 Restraint Type 菜单中, 选择 Fixed（即限制所有的自由度）. 在图形区,选择三个孔边（按下Ctrl键连续选择） 施加载荷（To apply force）Load (约束)，弹出Loads对话框. 设置 Load Type 到 Force.