第六百零一章 馮康有限元分析(力學)_數學心_思兔 
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第六百零一章 馮康有限元分析(力學)(2 / 2)

21、有限元分析的解題步驟

答(1)力學模型的確定;(2)結構的離散化;(3)計算載荷的等效節點力;(4)計算各單元的剛度矩陣;(5)組集整體剛度矩陣;(6)施加便捷約束條件7求解降階的有限元基本方程;(8)求解單元應力;(9)計算結果的輸出。

22、為了保證解答的收斂性,單元位數模式必須滿足什麼條件

答(1)位移模式必須包含單元剛體位移;(2)位移模式必須包含單元的常應變;(3)位移模式在單元內要連續,且唯一在相鄰單元之間要協調。

23、有限元分析求得的位移解收斂於真實解得下界的條件。

答1位移模式必須包含單元的剛體位移,2位移模式必須包含單元的常應變,3位移模式在單元內要連續,且位移在相鄰單元之間要協調。

24、簡述等參數單元的概念

答坐標變換中采用節點參數的個數等於位移模式中節點參數的個數,這種單元稱為等參單元。

25、有限元法中等參數單元的主要優點是什麼?

1)應用範圍廣。在平麵或空間連續體,杆係結構和板殼問題中都可應用。

2)將不規則的單元變化為規則的單元後,易於構造位移模式。

3)在原結構中可以采用不規則單元,易於適用邊界的形狀和改變單元的大小。

4)可以靈活的增減節點,容易構造各種過度單元。

5)推導過程具有通用性。一維,二維三維的推導過程基本相同。

26、簡述四節點四邊形等參數單元的平麵問題分析過程義

(1)通過整體坐標係和局部坐標係的映射關係得到四節點四邊形等參單元的母單元,並選取單元的唯一模式;

(2)通過坐標變換和等參元確定平麵四節點四邊形等參數單元的幾何形狀和位移模式;

(3)將四節點四邊形等參數單元的位移模式代入平麵問題的幾何方程,得到單元應變分量的計算式,再將單元應變代入平麵問題的物理方程,得到平麵四節點等參數單元的應力矩陣

(4)用虛功原理球的單元剛度矩陣,最後用高斯積分法計算完成。

27、為什麼等參數單元要采用自然坐標來表示形函數?

答簡化計算

28、為什麼要引入雅可比矩陣?

答得到形函數的偏導關係。

29、ansys軟件主要包括哪些部分?各部分的作用是什麼?

1前處理模塊了一個強大的實體建模及網絡劃分工具,用戶可以方便地構造有限元模型。

2分析計算模塊包括結構分析、流體力學分析、磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多種物理場的耦合分析,可以模擬多種物理介質的相互作用,具有靈敏度分析及優化分析能力。

3後處理模塊可將計算後果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示等圖形方式顯示出來,也可將計算結果以圖表、曲線形式顯示出來或輸出。

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30、ansys軟件的分析類型有哪些?

答結構靜力分析、機構動力分析、結構非線性分析、動力學分析、熱分析、流體力學分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析。

31、簡述ansys軟件分析靜力學問題的基本流程。

答1前處理器1)定義單元類型,2)定義實常數,3)定義材料屬性,4)創建實體幾何模型,5)劃分網絡;2求解器1)定義分析類型,2)施加載荷和位移約束條件,3)求解;3一般後處理器。

補充

1滿足保證收斂是要求選取位移模式中的1)、2)條件的單元稱為完備單元,吧滿足條件3)的稱為協調單元或保持單元。

2節點編號的選取原則在進行編號時,要儘量使同一單元的相鄰節點的號碼差儘可能小,一邊最大限度地縮小剛度矩陣的帶寬,節省存儲、提高計算效率。

3三角形單元和矩形單元中待定常變量反映的是剛體位移,a2x,a3y,a5x,a6y反映的是常應變。

4三角形三節點單元的位移是連續的,應變和應力在單元內是常數,因而其相鄰單元將具有不同的應力和應變,即在單元的公共邊界上和應變的值將會有突變。矩形單元的邊界上,位移是線性變化的,顯然,在兩個相鄰矩形單元的公共邊界上,其位移是連續的。

5節點的選用原則一般說,集中力、集中力偶、分布載荷強度的突變點、分布載荷與自由邊界的分界點、支承點都能贏取為節點。

6單元的劃分原則(1)劃分單元的數目,視要求的計算精度和計算機的性能而定。(2)單元的大小,可根據部位的不同而有所不同。

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