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Video I-6课程教案、知识点、字幕

第6个Project是关于

桁架结构的温度及装配应力分析

我们可以看出来这样的一个桁架结构

如果杆件的1、3、7、8的温度升高50度

由于热胀冷缩的原因

它肯定会发生相应的热应力

肯定会有相应的变形

另外一个就是,如果我们由于制造的误差

使得杆件9和10短了0.63mm

而杆件6长了0.27mm

如果我们还是按照原来的方案强制装配的话

我们也可以想像它肯定会产生相应的应力情况

我们应该怎样来进行计算呢

我们来看一下

它的建模要点是

选择可以施加温度载荷的二维杆单元

也就是LINK1单元

对于第一个问题

我们是单纯的由于温度热胀冷缩引起的应力问题

而第二个问题是属于装配的应力问题

对于这样的一个问题我们应该怎么处理呢

对于第一个问题我们可以将参考温度变为20度

再对1、3、7、8号单元施加一个温度是70度

也就是说它的温度升了50度

这样我们就可以通过刚才输入的热胀冷缩力

可以得到由于温度变化引起的受力情况

对于第二个问题,我们可以看出来

因为对于6、9、10号单元

由于制造误差引起的长度方向的变化

我们也可以通过施加适当的一个温度变化

用来等效它对应的制造误差

等效温度的变化我们可以通过这个式子计算得到

也就是制造误差除以热膨胀系数

再除以原来的杆件的长度就可以计算得到

而根据它我们就可以得到

单元6比原来长了0.27mm

相当于在单元6温度升高24度

9、10号单元短了0.63mm

相当于把单元9、10的温度降低了39.6度

我们初始温度是20度

变化后的温度在6号单元对应的是44度

而9、10号单元对应的是-19.6度

我们来看一下对应的命令流

我们通过对应的这个命令施加热膨胀系数

这个命令是参考温度

也就是我们所说的环境温度,这里是20度

我们在1、3、7、8单元设置它温度升到70度

然后我们就可以进行相应的求解

对于杆单元我们可以用

命令来显示线单元轴力

这是由于温度引起的结构受力变化情况的命令流

我们来看另外一个命令流

由于制造误差引起的装配产生的应力

根据前面的分析我们也可以把它等效成温度变化的形式

等效的温度我们可以看出来

第一个温度是我们刚刚说的44度

变化温度变到44度

第二个温度是-19.6度

对应的是在6、9、10号单元上施加相应的温度

后处理也是跟刚才前面一样

也就是可以通过命令

显示出线单元的轴力

我们进入ANSYS平台

由于温度变化引起的轴力变化情况

这就是我们对应的计算结果

我们先把这个Clear掉

就是把这个模型清除掉

我们来看一下由于计算误差而引起的应力情况

也就是我们刚才所说的Project61的这个命令流

我们可以看出来

因为这根杆是伸长了

而另外这两根杆收缩了

所以我们看到它的变形情况是这样的一个情形

有限元分析及应用课程列表:

第0讲 课程概要

-有限的单元 无限的能力

--Video

-课程大纲

--课程大纲

第1讲 引论

-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

--Video 1.1

-第一章第二节测试题

-1.2 变形体力学的要点

--Video 1.2

-第一章第三节测试题

-1.3 微分方程求解的方法

--Video 1.3

--勘误

-第一章第四节测试题

-1.4 关于函数逼近的方式

--Video 1.4

-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

--Video 1.5

-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

--Video 1.6

-第一章第七节测试题

-1.7 有限元发展的历史和软件

--Video 1.7

-课后讨论

--讨论题

-课后练习

第2讲 基于直接刚度法的杆系有限元方法

-第二章第一节测试题

-2.1 弹簧的力学分析原理

--Video 2.1

-第二章第二节测试题

-2.2 弹簧单元与杆单元的比较

--Video 2.2

-第二章第三节测试题

-2.3 杆单元的坐标变换

--Video 2.3

-第二章第四节测试题

-2.4 一个四杆结构的实例分析

--Video 2.4

-2.5 四杆结构的ANSYS实例分析

--Video 2.5

--ANSYS

-课后讨论

--讨论题

第3讲 针对复杂几何形状变形体的力学描述(1)

-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

--Video 3.1

-第三章第二节测试题

-3.2 指标记法

--Video 3.2

-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

--Video 3.3

-第三章第四节测试题

-3.4 平面问题的平衡方程构建

--Video 3.4

-第三章第五节测试题

-3.5 平面问题的几何方程构建

--Video 3.5

--勘误

-第三章第六节测试题

-3.6 平面问题的物理方程构建

--Video 3.6

-第三章第七节测试题

-3.7 两类边界条件

--Video 3.7

-课后讨论

--讨论题

第4讲 针对复杂几何形状变形体的力学描述(2)

-第四章第一节测试题

-4.1 几种特殊情况的讨论

--Video 4.1

--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

--Video 4.2

-第四章第三节测试题

-4.3 平面纯弯梁的描述及求解

--Video 4.3

-第四章第四节测试题

-4.4 空间弹性问题的完整描述

--Video 4.4

--勘误

-第四章第五节测试题

-4.5 关于张量的描述及理解

--Video 4.5

-课后讨论

--讨论题

第5讲 变形体力学方程求解的试函数方法的原理

-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

--Video 5.1

-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

--Video 5.2

-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

--Video 5.3

-第五章第四节测试题

-5.4 平面弯曲梁求解的虚功原理

--Video 5.4

-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

--Video 5.5

-第五章第六节测试题

-5.6 一般弹性问题的能量原理

--Video 5.6

-课后讨论

--讨论题

第6讲 基于试函数方法的经典实现及有限元实现

-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

--Video 6.1

-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

--Video 6.2

-第六章第三节测试题

-6.3 有限元方法中的基本步骤

--Video 6.3

-第六章第四节测试题

-6.4 经典方法及有限元方法的比较

--VIDEO 6.4

-课后讨论

--讨论题

第7讲 杆、梁结构的有限元分析

-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

--Video 7.1

-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

--Video 7.2

-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)

--Video 7.3

-第七章第四节测试题

-7.4 梁单元的坐标变换

--Video 7.4

-第七章第五节测试题

-7.5 分布力的处理

--Video 7.5

-7.6 门型框架结构的实例分析及MATLAB编程

--Video 7.6

--【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

--Video 7.7

--【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8讲 连续体结构的有限元分析(1)

-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

--Video 8.1

-第八章第二节测试题

-8.2 平面4节点矩形单元及MATLAB编程

--Video 8.2

-第八章第三节测试题

-8.3 轴对称单元

--Video 8.3

-第八章第四节测试题

-8.4 分布力的处理

--Video 8.4

-8.5 平面矩形薄板分析的MATLAB编程

--Video 8.5

--【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

--Video 8.6

--【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9讲 连续体结构的有限元分析(2)

-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

--Video 9.1

-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

--Video 9.2

-第九章第三节测试题

-9.3 参数单元的原理

--Video 9.3

-第九章第四节测试题

-9.4 数值积分

--Video 9.4

-9.5 典型空间问题的MATLAB编程

--Video 9.5

--【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

--Video 9.6

--【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10讲 有限元方法中的基本性质

-第十章第一节测试题

-10.1 节点编号与存储带宽

--Video 10.1

-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

--Video 10.2

-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

--Video 10.3

-第十章第四节测试题

-10.4 位移函数构造与收敛性要求

--Video 10.4

-第十章第五节测试题

-10.5 C0单元与C1单元

--Video 10.5

-第十章第六节测试题

-10.6 单元的拼片试验

--Video 10.6

-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

--Video 10.7

-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

--Video 10.8

-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

--Video 10.9

-课后讨论

--讨论题

第11讲 高阶及复杂单元

-第十一章第一节测试题

-11.1 1D高阶单元

--Video 11.1

-第十一章第二节测试题

-11.2 2D高阶单元

--Video 11.2

-第十一章第三节测试题

-11.3 3D高阶单元

--Video 11.3

-第十一章第四节测试题

-11.4 基于薄板理论的弯曲板单元

--Video 11.4

-第十一章第五节测试题

-11.5 子结构与超级单元

--Video 11.5

-课后讨论

--讨论题

第12讲 有限元分析的应用领域引论(1)

-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

--Video 12.1

-第十二章第二节测试题

-12.2 结构振动的有限元分析实例

--Video 12.2

-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

--Video 12.3

-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

--Video 12.4

-课后讨论

--讨论题

第13讲 有限元分析的应用领域引论(2)

-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

--Video 13.1

-第十三章第二节测试题

-13.2 传热问题的有限元分析实例

--Video 13.2

-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

--Video 13.3

-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

--Video 13.4

-课后讨论

--讨论题

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

--Doc I-1

-【基本建模Project2】3D问题:花型卡盘网格划分的控制

--Video I-2

--Doc I-2

-【应用建模Project3】振动模态分析:斜拉桥的模态分析

--Video I-3

--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

--Video I-4

--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

--Video I-5

--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

--Video I-6

--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

--Video I-7

--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

--Video I-8

--Doc I-8

Video I-6笔记与讨论

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