ABQUS有限元实验报告.docx

有限元法根底及应用实验报告
学号： 142021014 142021013
姓名： 史腾飞 李晓东
指导老师： 罗广恩
实验时间： 2021年10月
实验地点： 第四教学楼C-3C
目录
1 上机实验一 ——平面问题应力集中分析………………1
2 上机实验二 ——平面问题有限元解的收敛性…………3
3 上机实验三 ——轴对称模型……………………………10
4 上机实验四 ——三维模型的线性静力分析……………12
5 上机实验五 ——板梁组合建模…………………………17
6 上机实验六 ——综合练习题……………………………19
1、上机实验一 ——平面问题应力集中分析
：
〔1〕、掌握平面问题的有限元分析方法和对称性问题的建模方法；
〔2〕、用8节点四边形单元分析x=0截面上的分布规律和最大值，计算圆孔边的应力集中系数，并与理论解比照。
：
〔1〕、启用ABAQUS/CAE程序；
〔2〕、创立部件〔Module：Part〕，截取零件的右上局部的1/4为研究对象；
〔3〕、创立材料和截面属性〔Module：Property〕，弹性模量为E=210000 MPa，；
〔4〕、定义装配件〔Module：Assembly〕，选择Dependent；
〔5〕、设置分析步〔Module：Step〕；
〔6〕、定义边界条件和载荷〔Module：Load〕，在右侧面添加1Mpa的拉力，左侧面设置U1=0，下侧面设置U2=0；
〔7〕、划分网格〔Module：Mesh〕，全局尺寸设为5，采用八节点四边形CPS8单元划分网格；
〔8〕、提交分析作业〔Module：Job〕；
〔9〕、后处理〔Module：Visualization〕：
①显示的应力云图；
②查询左边界直线与圆弧边交点的值；
③输出对称面上的应力曲线；
〔10〕、保存并退出ABAQUS/CAE。
：
〔1〕、左边界直线与圆弧的交点处。
〔2〕、。
的应力云图
分析如下：
①在左下角的圆弧处应力明显偏大，存在应力集中现象，最大值在左边界直线与圆弧的交点区域取得，大小为；
②应力在下边界与圆弧的交点区域存在较大的负值，即存在明显的挤压应力；
③其余局部应力根本均匀分布,近似为1Mpa；
〔3〕、。
左右对称面内自下到上的曲线
分析如下：
①在应力集中区域的应力值远大于对称面上其余点的；
②应力集中区以外的对称面内的应力值近似相等为1 MPa；
〔4〕、应力集中系数a=，理论应力集中系数
误差
误差来源分析：
①、单元位移模式阶数限制造成的误差，八节点四边形单元是完全二次多项式和不完全三次多项式，最高阶次为3，略去了和两个三次项以及四阶以上全部的项；
②、网格尺寸所限所带来的误差〔本算法中全局单元尺寸为5〕；

猜测：假设单元是N阶完全多项式，结构划分成M个此种单元，那么当N和M无穷大时对该结构的有限元分析所得的应力等于实际应力。
小结：有限元法是一种通过离散化，构造特定的单元进行分析，从而模拟连续场力学问题和物理问题的一种数值计算方法。通过有限元法所求的结果是一个近似值，其精度取决于单元位移模式的阶数和网格化的密集程度。
2、上机实验二 ——平面问题有限元解的收敛性
：
〔1〕、通过ABAQUS软件，用有限元法分析整个梁上的和的分布规律，讨论的有限元解与材料力学解的区别；
〔2〕、用有限元法求梁底边中点正应力的最大值；
〔3〕、逐步加密单元网格，把有限元法求得的值与理论值进行比照，考察有限元解的收敛性；
〔4〕、针对以上力学模型，比照分析3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和收敛性；
〔5〕、绘制的误差——计算次数曲线，并进行分析说明。
：
〔1〕、启用ABAQUS/CAE程序；
〔2〕、创立部件〔Mod