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有限元仿真技术 期末仿真实验作业 学院：理学院 专业：光信 班级：1201班 姓名：王喆堃 学号：1210830308 2014/12 三维实体结构的分析 前面的实训练习中，是采用先生成节点，然后连接节点生成元素的方法来建立有限元模型的，它适用于结构比较简单的零件。但是对于一些复杂结构，如果还是采用上面的方法建立有限元模型，不但非常繁琐，而且容易出错，甚至在有些情况下几乎是不可能的。因此，本实训中将介绍三维实体结构的有限元分析。 一、问题描述 图25所示为一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为，。试建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。其他已知参数如下： 弹性模量（也称杨式模量） E= 206GPa；泊松比； 材料密度；重力加速度； 作用力Fy作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小Fy=-5000N 二、实训目的 本实训的目的是使学生学会掌握ANSYS在三维实体建模方面的一些技术，并深刻体会ANSYS软件在网格划分方面的强大功能。 三、结果演示 使用ASSYS 8。0软件对该工字钢梁进行结构静力分析，显示其节点位移云图。 四、实训步骤 （一）ASSYS8.0的启动与设置 与实训1第一步骤完全相同，请参考。 （二）单元类型、几何特性及材料特性定义 1定义单元类型。点击主菜单中的“PreprocessorElement Type Add/Edit/Delete”，弹出对话框，点击对话框中的“Add…”按钮，又弹出一对话框（图26），选中该对话框中的“Solid”和“Brick 8node 45”选项，点击“OK”，关闭图26对话框，返回至上一级对话框，此时，对话框中出现刚才选中的单元类型：Solid45，如图27所示。点击“Close”，关闭图27所示对话框。注：Solid45单元用于建立三维实体结构的有限元分析模型，该单元由8个节点组成，每个节点具有X、Y、Z方向的三个移动自由度。 2．定义材料特性。点击主菜单中的 “PreprocessorMaterial Props Material Models”，弹出窗口如图28所示，逐级双击右框中“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”前图标，弹出下一级对话框，在“弹性模量”（EX）文本框中输入：2.06e11，在“泊松比”（PRXY）文本框中输入：0.3，如图29所示，点击“OK”按钮，回到上一级对话框，然后，双击右框中的“Density”选项，在弹出对话框的“DENS”一栏中输入材料密度：7800，点击“OK”按钮关闭对话框。最后，点击图2-31所示窗口右上角“关闭”该窗口。 （三）工字钢三维实体模型的建立 1．生成关键点。图30所示的工字钢梁的横截面由12个关键点连线而成，其各点坐标分别为：1（-0.08,0,0）、2（0.08,0,0）、3（0.08,0.02,0）、4（0.015,0.02,0）、5（0.015,0.18,0）、6（0.08,0.18,0）、7（0.08,0.2,0）、8（-0.08,0.2,0）、9（-0.08,0.18,0）、10（-0.015,0.18,0）、11（-0.015,0.02,0）、12（-0.08,0.02,0）。点击主菜单中的“PreprocessorModelingCreate KeypointsIn Active CS”，弹出对话框。在“Keypoint number”一栏中输入关键点号1，在“XYZ Location”一栏中输入关键点1的坐标（-0.08，0，0），如图30所示，点击“Apply”按钮，同理将2~12点的坐标输入，此时，在显示窗口上显示所生成的12个关键点的位置。 2．生成直线。点击主菜单中的“PreprocessorModelingCreate Lines LinesStraightLine”，弹出关键点选择对话框，依次点选关键点1、2，点击“Apply”按钮，即可生成第一条直线。同理，分别点击2、3；3、4；4、5；5、6；6、7；7、8；8、9；9、10；10、11；11、12；12、1可生成其余11条直线。生成后的组成工字钢梁横截面的直线如图31所示。 3．生成平面。点击主菜单中的“PreprocessorModelingCreate AreasArbitraryBy Lines”，弹出“直线选择”对话框，依次点选1~12直线，点击“OK”按钮关闭对话框，即可生成工字钢的横截面。 4．生成三维实体。点击主菜单中的“PreprocessorModelingOperateExtrudeAreas Along N