有限元软件作业.docx

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1、有限元软件作业-使用Abaqus进行实例分析学院：建筑工程学院专业：年级：姓名：学号：指导老师：教授同组成员：第一章楔形体受自重及齐顶水压1.1计算实例说明因为只有当楔形体为无限长时才有简单的函数解，而有限单元法只能以有限长的楔形体作为计算对象，所以我们截取无限长楔形体10m长的部分，如图下所示，而把函数解中对y=0处给出的位移作为已知，用有限单元法进行计算。为了便于说明问题，这里采用了均匀而且比较琉的网络如图所示。楔形体的弹性模量取为E=2X101Pa,泊松比取为口=0.167.厚度取为t=1m（作为平面应力问题），自重p=2.4X104NZm3，水的密度取为P=103kg/m3:Iw|二八

2、2bNHHKKj i.;二_i 1事篆龄HSSSEHS*XUiir/ii.-it图11楔形体受自重及齐顶水压1.2 有限元计算说明利用Abaqus软件计算出y=7m与y=3m两截面的应力成果以及左右两边界的位移成果并与理论值比较。在AbaqusCAE中建立几何馍型：为其赋予材料属性，弹性模量E=20000000000pa,泊松比0.167，本例子属于平面应变问题运用2维模型；将已经赋予材料属性和截面属性的几何部分，组装成装配件；为分析过程定义分析步，主要为边界和载荷；定义边界条件和荷载，边界条件的选取要符合实际问题抽象成力学模型的条件，选择单元为部件划分网格，使用三角形单元，划分网格；建立分析

3、作业，提交分析作业。本题采用三节点三角形单元以及六节点三角形单元进行网格划分，且计算结果按节点路径输出，节点按从左到右从下到上的顺序进行编号。1.3 理论解计算说明设有楔形体，左面铅直，右面与铅直面成角a,下端作为无限长，承受重力及液体压力，楔形体的密度pi*液体的密度为2，书中的李维解答如下：11=(fgcota-2p3cotf(i)x+在求解理论值的过程中要注意一点，由于李维解答中设立的坐标系与Abaqus中所建立坐标系的不同故需将Abaqus中的y值替换为10-y，再代入公式中即可。位移的理论解答方面，利用以上的应力公式，以及物理方程，几何方程，可整理出如下公式U二亦一0.5(i(pgc

4、ata-2feHJtW-u(p2gcot3a-pigjay+(y)VWMgCota-2p2cot3)xy+015(p2gcot2-p1g)y2+0,5p2gy2+f2(y)f1(y)=(PlgeOta-2p2cot3a)y2+y+u0f血二二【崎+血回张M肿卜町+%利用边界条件在左下点=o,y=o.,fcA，同时将题目中的已知数据代入，可以得到计算式：U二匕卜9132XV+1908加+1142&6v：)l14x10%569门尸V二缶卜22857伽y+4566卞+118胡肝,Xlp108x10代人也需注意将Abaqus中的y(Ii替换为10-y,X不变。1.4有限元解与理论解及两者比较1.米用二

5、节点二角形单兀以及六节点二角形单兀计算得位移、应力图如下：三角形三节点疏网格三角形三节点疏网格打三角形三节点疏网格*U-徵】*U-三角形六节点硫网格三角形六节点疏网格三角形六节点疏网格三角形六节点疏网格U三角形六节点密网格三角形六节点密网格wX,1Ma-I三角形六节点密网格三角形六节点密网格I、唬41、讯I_MM他真前跑MBIESIWaJUkceJQSZ:VtMW-a:Uij.tlflc*1，M4*ar*WLLC2.y=7my=3m两个截面应力结果如下:二角形二节点疏网格有限兀解埋论解差值y-3应力成果y3应力成果13应力成果节点S11S22S12S11S22S12Sl1S22S12O-677

6、13.2-38614.311181.9-68600-28000O-886.810614.3-11181.90.699998-62063-4625519435.6686004400014000-653722555435.61.4-56639.2-61800.834516.4-68600-6000028000-11960.81800.86516.42.09999-52235.2-79025.946203.6-686007600042000-16364.83025.9-4203.62.79999-49805.7-95285.555751.4-68600-9200056000-18794.33285.

7、5248.63.49999-49904.9-10917164753.4-68600-10800070000-18695.11170.65246.64.19999-53087.4-11975075000-68600-12400084000-15512.6-4250.290004.89999-55770.9-12499084191-68600-14000098000-12829.1-1501013809六7应力成果y=7应力成果片7应力成果O-32251.3-25446.17808.13-29400-12000O2851.313446.1-7808.130.699999-29199.3-31027

8、.313953.1-29400-2800014000-200.73027.346.91.4-28674.7-41976.626526.3-29400-4400028000-725.3-2023.41473.72.1-31062.3c5174S.738093.3-2940060000420001662.3-8251.33906.7左边界位移成果右边界位移成果节点U节点UOOOO11.32E-051.220658.47E-0622.40E-052.441291.93E-0533.43E-053.661943.14E-0544.47E-054.882584.40E-0555.56E-056.1032

9、35.66E-0566.74E-057.323876.91E-0578.00E-058.544528.17E-0589.33E-059.765179.44E-0590.00010710.98580.000107100.00012112.20650.000121三角形六节点硫网格有限兀解理论解差值y=3应力成果y=3应力成果y=3应力成果节点S11s22S12siS22S12S11S22S12O-69109-33858-2110.07-6&600-28000050958582110.070.699998-68000.8-41715.215154.5-68600-4400014000-599.2-

10、2284.8-1154.51.4-63577.9-56338.932109.7-68600-6000028000-5022.1-3661.1-4109.72.09999-58290.6-75055.846114.6-6S600-7600042000-10309.4-944.24114.62.79999-54780.29397457207.5-68600-9200056000-13819.81974-1207.53.49999-54367.1-11076167132.2-68600-10800070000-14232.92760.62867.84.19999-57766.1-1242047823

11、8.7-68600-12400084000-10833.9203.85761.34.89999-66252.4-13402994047-68600-14000098000-2347.6-59713953y=7应力成果y=7应力成果y=7应力成果O-29271.4-370.128-10584.1-29400-120000-128.6-11629.910584.10.699999-29425.113967.6-28037.5-29400-280001400025.1-41967.642037.51.4-2952928091.2-44176.9-29400-4400028000129-72091.2

12、72176.92.1-29309.742479.3-61211.6-29400-6000042000-90.3-102479103211.6左边界位移成果右边界位移成果节点U节点UOO001.000011.53E-051.220658.58E-0622.58E-052.441291.98E-0533.61E-053.661943.25E-0544.68E-054.882584.58E-0555.85E-056.103225.92E-0567.13E-057.323877.27E-0578.52E-058.544528.65E-0580.00019.765170.00010190.00011710.98580.000117100.00013412.20650.000134T.r,一U5内快一TI点检网忙有限元解理论解差值y3应力成果y3应力成果y-3应力成果节点S11S22