编号：
《
实验报告
指导教师：张小明 实验学生：王念伟 实验时间：
实验题目：扳手零件的有限元建模与强度分析
专业 机制 班级 08-7 姓名 王念伟 学号 310804010725 实验时间 2010.12.3 实验成绩 指导教师 张小明 一、实验目的
1）熟悉有限元分析的基本原理和基本方法；
2）掌握有限元软件ANSYS的基本操作；
3）对有限元分析结果进行正确评价。
二、实验原理
利用ANSYS进行有限元静力学分析。
三、实验仪器设备
1）安装windows 2000以上版本的微机；
2）ANSYS 6.0以上版本软件。
四、实验内容与步骤
1）熟悉ANSYS的界面和分析步骤；
2）掌握ANSYS前处理方法，包括三维建模、单元设置、网格划分和约束设置；
3）掌握ANSYS求解和后处理的一般方法；
4）实际应用ANSYS软件对扳手零件进行有限元分析。
五、实验报告
1）以扳手零件为例，叙述有限元的分析步骤；
1、前处理（Preprocessor）
包括：创建或读入几何模型（Modeling）；定义单元和材料属性（Element Type、Material Props）；网格划分（Meshing）。
① 创建几何模型
● Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create
实体模型分为点、线、面、体四类图元，层次由低到高。如果低阶的图元连在高阶图元上，则低阶图元不能删除。
1
a) b) 图1-3 前处理菜单
体素指预先定义好的、具有共同形状的面或体。二维体素有矩形、圆和多边形；三维体素有块、圆柱、棱柱、球、圆台和环体。
Pan, Zoom, Rotate菜单用于模型的平移、缩放、旋转。Utility Menu：PlotCtrls > Pan, Zoom, Rotate
工作平面 (WP) 是一个可移动的参考平面，类似于”绘图板“，它是局部坐标系，利用工作平面可方便模型的创建和修改。Utility Menu：WorkPlane
布尔操作是指几何图元进行组合计算。ANSYS的布尔操作包括add, subtract, intersect, divide, glue以及overlap。它们不仅适用于简单的体素中的图元，也适用于从CAD系统传入的复杂几何模型。Main Menu：Preprocessor > -Modeling- Operate >Booleans ② 定义单元和材料属性
Main Menu: Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete
图1-4 定义单元
2
结构分析单元分点、线、梁、实体（二维、三维）、壳单元。
然后定义材料属性。Main Menu：Preprocessor > Material Properties >Material Models 有时还要定义实常数，实常数是针对某一单元的几何特征, 例如梁单元的横截面积.、壳单元的厚度。Main Menu：Preprocessor > Real Constants
③ 网格划分
● Main Menu：Preprocessor >Meshing-> MeshTool
3、通用后处理
主要包括查看变形图、应力等值线图和相应动画。
●
● Main Menu：General Postprocessor > Plot Results > Deformed Shape Main Menu：General Postprocessor > Plot Results >Contour Plot- >Nodal Solution ● Utility Menu：PlotCtrls > Animate > Deformed Shape/Deformed Results
2）对扳手零件有限元分析结果进行评价；
3
六、回答下列思考题
1）什么是CAE技术？
2）有限元单元的选取原则有哪些？
3）网格划分的原则有哪些？实验不同单元大小对计算精度的影响。
4）扳手应力云图所示应力集中处是否像估计的那样？如不一样，可能的原因是什么？
4
第二篇：有限元分析ansys实验报告
《ANSYS程序应用》上机实验报告
学院： 机械工程学院 系： 机械工程 专业：机械工程及自动化年级 机工0911班
姓名： 刘老四 学号： 094057333333 组_______ 实验时间：
指导教师签字： 成绩：
ANSYS程序应用基础
一、实验目的和要求
1.了解ANSYS软件的界面和基本功能，初步掌握使用ANSYS软件求解问题基本步骤；初步掌握使用ANSYS软件求解杆系结构静力学问题的方法；
2. 初步掌握使用ANSYS软件求弹性力学平面问题的方法。
二、实验设备和软件
台式计算机，ANSYS11.0软件。
三、实验内容
1.应用ANSYS程序求解杆系结构静力问题
2.应用ANSYS程序求解平面应力问题——直角支架结构
3.应用ANSYS程序求解平面应变问题——厚壁圆筒承受压力
要求：（1）建立有限元模型；
（2）施加约束和载荷并求解；
（3）对计算结果进行分析处理。
四、实验结果
1.应用ANSYS程序求解杆系结构静力问题
题6.1 在相距a＝10m的刚性面之间，有两根等截面杆铰接在2号点，杆件与水平面夹角为30
，在铰接处有一向下的集中力F＝1000N，杆件材料的弹性模量E＝210GPa，泊松比为0.3，截面积A＝0.001m2，如图6.2所示，试利用二维杆单元LINK1确定集中力位置处的位移。杆件变形很小，可以按小变形理论计算。
由
，可得b=2.89m。
图1.0 约束图
图1.1 变形和未变形图形
表1.0 点位移矢量列表
2.应用ANSYS程序求解平面应力问题
6.3.1 直角支架结构问题
直角支架结构问题是一个简单的单一载荷步的直角支架结构静力分析例题，图6.57中左侧的孔是被沿圆周完全固定的，一个成锥形的压力施加在下面右端孔的下半圆处大小为由50psi到150psi。已知如图6.57所示的支架两端都是直径为2in的半圆，支架厚度th＝0.5in，小孔半径为0.4in，支架拐角是半径为0.4in的小圆弧，支架是由A36型的钢制成，杨氏模量正＝30×106psi，泊松比为0.27。
图2.0 划分网格
图2.1 变形图
图2.2 应力场分布图
表2.0 节点受力值列表
3.应用ANSYS程序求解平面应变问题
6.4.1 厚壁圆筒承受压力问题
某厚壁圆筒承受压力载荷如图6.78所示，压力P=10Mpa，圆筒内径R1= 1400mm，圆筒外径R。=1500mm，材料的弹性模量E=2.1×105MPa，泊松比μ=0.3。
要求：（1）建立有限元模型；
（2）施加约束和载荷并求解；
（3）对计算结果进行分析处理。
图3.0 圆环面
图3.1 划分网格
图3.2 位移数值云图
图3.3 第一主应力云图
表3.0 节点位移列表
表3.1 节点平均应力分量列表