当前课程知识点：有限元分析及应用 > 专题Ⅰ 有限元分析的典型PROJECT > 【基本建模Project1】2D问题：带孔平板的有限元分析 > Video I-1
同学们好，这一讲我们将在ANSYS平台上进行
有限元分析的典型Project
一共有8个Project，其中包括
2D问题带孔平板的受力分析
3D问题花形卡盘的扭转受力分析
斜拉桥的模态分析
厚壁圆筒受内压的弹塑性分析
钢制圆柱冷却过程的瞬态传热分析
桁架结构的温度及装配应力分析
大型液压机机架的概率设计分析
平面问题的p型单元建模与分析
首先我们来看第一个Project
2D问题带孔平板的受力分析
从图中我们可以看出
这是一个长和宽都为100mm的平板
中间有一个孔
在平板的右侧受到100MPa的均布拉力
左侧受到一个x方向上的约束
在左下角受到一个y方向的约束
我们的建模要点是
这是属于一个平面应力问题
我们单元选择PLANE182单元
前面我们在ANSYS上的操作都是属于
几何形状比较简单的问题
对于这些问题我们直接可以建立节点
然后通过节点建立单元
直接构造出有限元模型
对于这个问题，我们可以发现
如果仍然采用建立节点
来建立单元的方式的话是不合适的
我们首先应该通过建立一个几何模型
利用几何模型进行划分单元
这就是我们这节课将要采用的方法
首先我们要建立一个平面方板还有一个圆形平面
通过布尔运算可以生成带孔方板
然后我们对几何模型的每根线上
设置大致的单元划分的份数
可以进行单元的划分
那我们进入ANSYS平台
首先我们先选择单元
PLANE182号单元
我们选择的单元类型
对应的Option就是带厚度的平面应力问题
然后我们输入对应的厚度
接下来我们输入对应的弹性模量和泊松比
接下来我们将建立对应的方形面
我们再建立一个圆形
然后我们就可以通过布尔运算把这个孔生成
第一个是被减面
第二个我们选择的是减面
我们就生成了对应的几何模型
接下来我们就划分单元
我们首先在全局上我们可以选择
每一个边上我们划6份
然后我们就可以直接针对这个面划单元
单元划完了之后我们就可以施加对应的边界条件
在右侧我们施加对应的边界条件
左侧的边上，我们施加x方向上的位移约束
在左下角的关键点上，我们施加y方向的约束
这样我们所有的边界条件就完成了
接下来我们就可以进行求解
求解完毕后我们进入后处理
我们可以观看它的变形情况
我们来看对于x方向上的应力
最大的是250，也就是在这一点
我们从应力集中系数的话
精确值应该是300
因为我们单元划得还是比较粗糙
所以稍微低一些
前面我们的操作完成了
那我们前面也说过命令流的操作方式
我们来看
我们刚才所有的这些操作都可以通过日志文件查找到
我们会发现其中会有一些垃圾的命令
这些命令是因为我们是在菜单上操作的
所以就显得比较繁琐一些
我们可以直接把日志文件Copy下来
然后我们打开记事本，拷贝到上面
我们就可以形成新的命令流
这个命令我们可以直接地
我们存到对应的位置
如果把刚才的所有的操作再重新操作一遍
会是怎么样的结果
我们先把原有的模型给清除掉
我们可以通过这个位置读取
可以看到利用命令流的方式就可以直接完成
刚才所有的GUI文件里，我们操作完了后
在工作目录里会形成对应的这一系列文件
其中最重要的也就是我们所说的日志文件
因为我们所有的操作都已经记录在里面了
对应的也比较重要的是db文件
因为这是ANSYS的数据库文件
也就是说我们的有限元模型
包括几何、单元等所有的信息都储存在db文件里面
还有另外一个比较重要的是rst文件
它保存的是我们刚才完成的有限元分析的计算结果
我们可以看到
我们刚才通过日志文件就生成了相应的命令流
对于命令流这个文件，将为我们后续参数化有限元
的分析计算提供基础
我们之前生成的命令流文件
大家发现会有一些垃圾信息
因为在GUI操作中会产生一些
由于选择、放大、缩小等操作产生的一些垃圾信息
我们把这些垃圾信息去掉就生成一个很干净的命令流
这个命令流我们就保存为Project1的记事文本文件
我们来看一下这个命令流
第一个就是建立对应的单元
这个命令是指这个单元是带厚度的平面应力问题
然后这是输入厚度参数
这个命令设置的是材料的弹性模量，还有泊松比
这个命令是产生一个方板
这个命令是产生一个圆形
这个命令是布尔运算
可以看出来，这些命令都作了相应的一些调整
然后就生成了一个很干净的命令流文件
对于这个命令流文件
在感叹号后面的是注释行
同学们可以通过阅读注释行
就可以知道对应的这些命令
我们来看，我们把方板的宽度和高度设为参数
或者孔的位置和半径也设为参数
或者我们希望改变材料
那材料的弹性模量也发生了相应的变化
也可以把它设为相应的参数
或者我们希望把单元划得更密一些
就是从单元的控制策略来看的话
我们把每边的单元分段设为参数
或者把载荷也设为参数
那么我们就可以把它写在命令流里面
我们在这设置相应的参数
那后面的命令就跟我们前面的命令类似
我们再看一下参数化改变之后的命令流会是怎么样的
我们先清除原来的模型
我们读进对应的参数化的带孔方板的命令
我们发现，只要它的几何模型的形状是一样的
但是它的几何尺寸发生变化的话
我们就利用所编写的命令流
就可以很方便地改变我们的有限元模型
-有限的单元 无限的能力
--Video
-课程大纲
--课程大纲
-第一章第一节测试题
-1.1 力学的分类：质点、刚体、变形体的力学
-第一章第二节测试题
-1.2 变形体力学的要点
-第一章第三节测试题
-1.3 微分方程求解的方法
--勘误
-第一章第四节测试题
-1.4 关于函数逼近的方式
-第一章第五节测试题
-1.5 针对复杂几何域上的函数表征及逼近
-第一章第六节测试题
-1.6 有限元的核心：针对复杂几何域的分片函数逼近
-第一章第七节测试题
-1.7 有限元发展的历史和软件
-课后讨论
--讨论题
-课后练习
-第二章第一节测试题
-2.1 弹簧的力学分析原理
-第二章第二节测试题
-2.2 弹簧单元与杆单元的比较
-第二章第三节测试题
-2.3 杆单元的坐标变换
-第二章第四节测试题
-2.4 一个四杆结构的实例分析
-2.5 四杆结构的ANSYS实例分析
--ANSYS
-课后讨论
--讨论题
-第三章第一节测试题
-3.1 力学描述的基本思路及关于变形体材料的基本假设
-第三章第二节测试题
-3.2 指标记法
-第三章第三节测试题
-3.3 关于三大变量及三大方程的思路
-第三章第四节测试题
-3.4 平面问题的平衡方程构建
-第三章第五节测试题
-3.5 平面问题的几何方程构建
--勘误
-第三章第六节测试题
-3.6 平面问题的物理方程构建
-第三章第七节测试题
-3.7 两类边界条件
-课后讨论
--讨论题
-第四章第一节测试题
-4.1 几种特殊情况的讨论
--勘误
-第四章第二节测试题
-4.2 简单拉杆问题的完整弹性力学求解
-第四章第三节测试题
-4.3 平面纯弯梁的描述及求解
-第四章第四节测试题
-4.4 空间弹性问题的完整描述
--勘误
-第四章第五节测试题
-4.5 关于张量的描述及理解
-课后讨论
--讨论题
-第五章第一节测试题
-5.1 变形体力学方程求解的主要方法分类及试函数方法
-第五章第二节测试题
-5.2 平面弯曲梁求解的试函数方法-残值处理法
-第五章第三节测试题
-5.3 如何降低对试函数的高阶导数的要求
-第五章第四节测试题
-5.4 平面弯曲梁求解的虚功原理
-第五章第五节测试题
-5.5 平面弯曲梁求解的最小势能原理的变分基础
-第五章第六节测试题
-5.6 一般弹性问题的能量原理
-课后讨论
--讨论题
-第六章第一节测试题
-6.1 基于试函数的经典方法与有限元方法
-第六章第二节测试题
-6.2 有限元方法中的自然离散与逼近离散
-第六章第三节测试题
-6.3 有限元方法中的基本步骤
-第六章第四节测试题
-6.4 经典方法及有限元方法的比较
-课后讨论
--讨论题
-第七章第一节测试题
-7.1 局部坐标系中的杆单元构建及MATLAB编程
-第七章第二节测试题
-7.2 局部坐标系中的平面纯弯梁单元构建及MATLAB编程
-第七章第三节测试题
-7.3 局部坐标系中的一般梁单元构建(组装)
-第七章第四节测试题
-7.4 梁单元的坐标变换
-第七章第五节测试题
-7.5 分布力的处理
-7.6 门型框架结构的实例分析及MATLAB编程
--【知识点7.6】 门型框架结构的实例分析及MATLAB编程(PDF)
-7.7 门型框架结构的ANSYS实例分析
--【知识点7.7】 ANSYS算例-门型框架结构有限元GUI操作与命令流(PDF)
-课后讨论
--讨论题
-第八章第一节测试题
-8.1 平面3节点三角形单元及MATLAB编程
-第八章第二节测试题
-8.2 平面4节点矩形单元及MATLAB编程
-第八章第三节测试题
-8.3 轴对称单元
-第八章第四节测试题
-8.4 分布力的处理
-8.5 平面矩形薄板分析的MATLAB编程
--【知识点8.5】 平面矩形薄板分析的MATLAB编程(PDF)
-8.6 平面矩形薄板的ANSYS实例分析
--【知识点8.6】 ANSYS算例-平面矩形薄板有限元GUI操作与命令流(PDF)
-课后讨论
--讨论题
-第九章第一节测试题
-9.1 空间4节点四面体单元及MATLAB编程
-第九章第二节测试题
-9.2 空间8节点正六面体单元及MATLAB编程
-第九章第三节测试题
-9.3 参数单元的原理
-第九章第四节测试题
-9.4 数值积分
-9.5 典型空间问题的MATLAB编程
--【知识点9.5】 典型空间问题的MATLAB编程(PDF)
-9.6 典型空间问题的ANSYS分析实例
--【知识点9.6】 ANSYS算例-典型空间问题有限元GUI操作与命令流(PDF)
-课后讨论
--讨论题
-第十章第一节测试题
-10.1 节点编号与存储带宽
-第十章第二节测试题
-10.2 形状函数矩阵与刚度矩阵的性质
-第十章第三节测试题
-10.3 边界条件的处理与支反力的计算
-第十章第四节测试题
-10.4 位移函数构造与收敛性要求
-第十章第五节测试题
-10.5 C0单元与C1单元
-第十章第六节测试题
-10.6 单元的拼片试验
-第十章第七节测试题
-10.7 有限元分析数值解的精度与性质
-第十章第八节测试题
-10.8 单元应力计算结果的误差与平均处理
-第十章第九节测试题
-10.9 控制误差和提高精度的h方法和p方法
-课后讨论
--讨论题
-第十一章第一节测试题
-11.1 1D高阶单元
-第十一章第二节测试题
-11.2 2D高阶单元
-第十一章第三节测试题
-11.3 3D高阶单元
-第十一章第四节测试题
-11.4 基于薄板理论的弯曲板单元
-第十一章第五节测试题
-11.5 子结构与超级单元
-课后讨论
--讨论题
-第十二章第一节测试题
-12.1 结构振动的有限元分析：基本原理
-第十二章第二节测试题
-12.2 结构振动的有限元分析实例
-第十二章第三节测试题
-12.3 弹塑性问题的有限元分析：基本原理
-第十二章第四节测试题
-12.4 弹塑性问题的有限元分析：非线性方程求解
-课后讨论
--讨论题
-第十三章第一节测试题
-13.1 传热问题的有限元分析：基本原理
-第十三章第二节测试题
-13.2 传热问题的有限元分析实例
-第十三章第三节测试题
-13.3 热应力问题的有限元分析：基本原理
-第十三章第四节测试题
-13.4 热应力问题的有限元分析实例
-课后讨论
--讨论题
-【基本建模Project1】2D问题：带孔平板的有限元分析
--Doc I-1
-【基本建模Project2】3D问题：花型卡盘网格划分的控制
--Doc I-2
-【应用建模Project3】振动模态分析：斜拉桥的模态分析
--Doc I-3
-【应用建模Project4】弹塑性分析：厚壁圆筒受内压的弹塑性分析
--Doc I-4
-【应用建模Project5】传热分析：钢制圆柱冷却过程温度场的瞬态问题
--Doc I-5
-【应用建模Project6】热应力分析：桁架结构的温度及装配应力分析
--Doc I-6
-【高级建模Project7】结构的概率：大型液压机机架的概率设计分析
--Doc I-7
-【高级建模Project8】p方法的建模与应用：平面问题的p型单元建模与分析
--Doc I-8
