本篇文章給大家談?wù)動邢拊刃Ч?jié)點(diǎn)載荷例題，以及有限元等效應(yīng)力的含義對應(yīng)的知識點(diǎn)，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。這樣，用有限元分析計(jì)算所獲得的結(jié)果只是近似的。以某鎖網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例，總結(jié)一下利用Abaqus進(jìn)行三維節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元有限元分析的步驟。節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)力最大值出現(xiàn)在加勁肋端部與鋼管連接處，且達(dá)到屈服應(yīng)力。1． 簡述材力的學(xué)科性質(zhì)，研究對象，研究內(nèi)容及任務(wù)。

本篇文章給大家談?wù)動邢拊刃Ч?jié)點(diǎn)載荷例題，以及有限元等效應(yīng)力的含義對應(yīng)的知識點(diǎn)，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。

本文目錄一覽：

• 1、結(jié)構(gòu)分析的有限元法與MATLAB程序設(shè)計(jì) 里面k=stiffnessmat...
• 2、結(jié)構(gòu)百問14-Abaqus節(jié)點(diǎn)有限元分析
• 3、什么為等效節(jié)點(diǎn)載荷？
• 4、對于一個(gè)梁單元,承受有三角形分布的垂直載荷，推導(dǎo)該單元的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)等效載荷。

結(jié)構(gòu)分析的有限元法與MATLAB程序設(shè)計(jì) 里面k=stiffnessmat...

限元

有限元法（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis）的基本概念是用較簡單的問題代替復(fù)雜問題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個(gè)合適的(較簡單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域總的滿足條件(如結(jié)構(gòu)的平衡條件），從而得到問題的解。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問題被較簡單的問題所代替。由于大多數(shù)實(shí)際問題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。

英文：Finite Element 有限單元法是隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)代計(jì)算方法。它是50年代首先在連續(xù)體力學(xué)領(lǐng)域--飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜、動態(tài)特性分析中應(yīng)用的一種有效的數(shù)值分析方法，隨后很快廣泛的應(yīng)用于求解熱傳導(dǎo)、電磁場、流體力學(xué)等連續(xù)性問題。 有限元法分析計(jì)算的思路和做法可歸納如下：

編輯本段1） 物體離散化

將某個(gè)工程結(jié)構(gòu)離散為由各種單元組成的計(jì)算模型，這一步稱作單元剖分。離散后單元與單元之間利用單元的節(jié)點(diǎn)相互連接起來；單元節(jié)點(diǎn)的設(shè)置、性質(zhì)、數(shù)目等應(yīng)視問題的性質(zhì)，描述變形形態(tài)的需要和計(jì)算進(jìn)度而定（一般情況單元劃分越細(xì)則描述變形情況越精確，即越接近實(shí)際變形，但計(jì)算量越大）。所以有限元中分析的結(jié)構(gòu)已不是原有的物體或結(jié)構(gòu)物，而是同新材料的由眾多單元以一定方式連接成的離散物體。這樣，用有限元分析計(jì)算所獲得的結(jié)果只是近似的。如果劃分單元數(shù)目非常多而又合理，則所獲得的結(jié)果就與實(shí)際情況相符合。

編輯本段2） 單元特性分析

A、 選擇位移模式 在有限單元法中，選擇節(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量時(shí)稱為位移法；選擇節(jié)點(diǎn)力作為基本未知量時(shí)稱為力法；取一部分節(jié)點(diǎn)力和一部分節(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量時(shí)稱為混合法。位移法易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算自動化，所以，在有限單元法中位移法應(yīng)用范圍最廣。 當(dāng)采用位移法時(shí)，物體或結(jié)構(gòu)物離散化之后，就可把單元總的一些物理量如位移，應(yīng)變和應(yīng)力等由節(jié)點(diǎn)位移來表示。這時(shí)可以對單元中位移的分布采用一些能逼近原函數(shù)的近似函數(shù)予以描述。通常，有限元法我們就將位移表示為坐標(biāo)變量的簡單函數(shù)。這種函數(shù)稱為位移模式或位移函數(shù)。 B、 分析單元的力學(xué)性質(zhì) 根據(jù)單元的材料性質(zhì)、形狀、尺寸、節(jié)點(diǎn)數(shù)目、位置及其含義等，找出單元節(jié)點(diǎn)力和節(jié)點(diǎn)位移的關(guān)系式，這是單元分析中的關(guān)鍵一步。此時(shí)需要應(yīng)用彈性力學(xué)中的幾何方程和物理方程來建立力和位移的方程式，從而導(dǎo)出單元剛度矩陣，這是有限元法的基本步驟之一。 C、 計(jì)算等效節(jié)點(diǎn)力 物體離散化后，假定力是通過節(jié)點(diǎn)從一個(gè)單元傳遞到另一個(gè)單元。但是，對于實(shí)際的連續(xù)體，力是從單元的公共邊傳遞到另一個(gè)單元中去的。因而，這種作用在單元邊界上的表面力、體積力和集中力都需要等效的移到節(jié)點(diǎn)上去，也就是用等效的節(jié)點(diǎn)力來代替所有作用在單元上的力。

編輯本段3） 單元組集

利用結(jié)構(gòu)力的平衡條件和邊界條件把各個(gè)單元按原來的結(jié)構(gòu)重新連接起來，形成整體的有限元方程 （1-1） 式中，K是整體結(jié)構(gòu)的剛度矩陣；q是節(jié)點(diǎn)位移列陣；f是載荷列陣。

編輯本段4） 求解未知節(jié)點(diǎn)位移

解有限元方程式（1-1）得出位移。這里，可以根據(jù)方程組的具體特點(diǎn)來選擇合適的計(jì)算方法。 通過上述分析，可以看出，有限單元法的基本思想是"一分一合"，分是為了就進(jìn)行單元分析，合則為了對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析。 有限元的發(fā)展概況 1943年 courant在論文中取定義在三角形域上分片連續(xù)函數(shù)，利用最小勢能原理研究St.Venant的扭轉(zhuǎn)問題。 1960年 clough的平......

結(jié)構(gòu)百問14-Abaqus節(jié)點(diǎn)有限元分析

以某鎖網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例，總結(jié)一下利用Abaqus進(jìn)行三維節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元有限元分析的步驟。

可以直接在Abaqus中建模，也可以通過軟件轉(zhuǎn)換建模。

例如，已有CAD三維模型，可以通過犀牛軟件打開，導(dǎo)出為sat文件，然后在Abaqus中導(dǎo)入sat文件，生成part。

對于本為一體的多個(gè)part，可以通過merge操作合并為一個(gè)part，從而免去后續(xù)繁雜的接觸定義。

（1）首先定義材性，對于常見的鋼材可使用理想彈塑性模型；

（2）定義截面，對于實(shí)體模型，Type：Solid，Homogeneous；

（3）指定截面，將定義好的截面指定給部件。

將不同的part移動到正確的位置組裝成要分析的完整模型，同一個(gè)part可以生成多個(gè)實(shí)例。

對于靜態(tài)加載，使用Static，General即可。

常見的接觸類型包括Surface-to-surface contact（面面接觸），Tie（綁定），Coupling（耦合）等，可以按需定義。

在Initial中定義邊界條件，在Step-1中定義荷載。此處固定兩個(gè)鋼管端面，在鎖頭端面施加拉力，拉力通過換算成壓強(qiáng)Pressure的形式施加。

常規(guī)形狀的模型可以使用C3D8R的六面體網(wǎng)格，對于形狀怪異，無法通過八面體網(wǎng)格劃分的模型需要使用C3D10或者C3D4的四面體網(wǎng)格。當(dāng)然，C3D4網(wǎng)格的計(jì)算收斂性不如C3D8R。

創(chuàng)建分析作業(yè)，并提交。可以通過使用多核CPU并行計(jì)算提高計(jì)算速度。

分析完成后可以查看節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。

Mises應(yīng)力最大值為882.5MPa，應(yīng)力最大位置為錨具叉耳接頭處。節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)力最大值出現(xiàn)在加勁肋端部與鋼管連接處，且達(dá)到屈服應(yīng)力。

PEEQ大于0的位置表示進(jìn)入塑性狀態(tài)。從結(jié)果來看，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)塑性應(yīng)變最大值出現(xiàn)在加勁肋端部與鋼管連接處，其他位置均處于彈性狀態(tài)。

-2017年1月8日

什么為等效節(jié)點(diǎn)載荷？

加在單元其他部位如桿單元的桿上或面單元的面上的荷載經(jīng)過等效換算到單元節(jié)點(diǎn)上的荷載

對于一個(gè)梁單元,承受有三角形分布的垂直載荷，推導(dǎo)該單元的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)等效載荷。

1． 簡述材力的學(xué)科性質(zhì)，研究對象，研究內(nèi)容及任務(wù)。為什么對細(xì)長壓桿，大部分采用普通碳鋼，而不采用高強(qiáng)度制造？ 2． 簡述變形固體定義，基本假設(shè)。壓桿的臨界力和柔度之間存在著什么關(guān)系？ 3.簡述外力及其分類，繪出低碳鋼鑄鐵拉伸和壓縮時(shí)的曲線圖。測量懸臂梁撓度的裝置如圖所示。在圖示情形下，關(guān)于百分表讀數(shù)的含義有幾種？分別加以解釋？ 4． 簡述內(nèi)力，截面法，總應(yīng)力，正應(yīng)力，剪應(yīng)力的概念。若在結(jié)構(gòu)對稱梁（或剛架）作用有正對稱核載，則該梁（或剛架）的剪力、彎矩、軸力、變形、反力等有何種對稱關(guān)系？ 5.應(yīng)力符號的規(guī)定及單位，扼要敘述截面法的三個(gè)步驟。解靜不定系統(tǒng)與靜定系統(tǒng)主要差別在哪里？怎樣決定靜不定系統(tǒng)的次數(shù)？求解靜不定系統(tǒng)的關(guān)鍵是什么？ 6．簡述桿件變形的四種基本形式，每種變形的基本概念，指出它們之 間的主要區(qū)別。應(yīng)用莫爾定理時(shí)有哪些注意事項(xiàng)？ 7.簡述軸力定義及其符號規(guī)定，等直桿和變截面桿在軸向拉伸與壓縮 時(shí)橫截面上應(yīng)力及其變形計(jì)算及區(qū)別。應(yīng)用卡氏定理時(shí)有哪些注意事項(xiàng)？ 8．何謂材料機(jī)械性質(zhì)，材料的機(jī)械性質(zhì)主要有哪些?簡述塑性材料和 脆性材料的劃分標(biāo)準(zhǔn)及衡量塑性材料的主要指標(biāo)。疊加原理的適用條件是什么？在計(jì)算變形能時(shí)能否可以用疊加法，為什么？ 9．簡述許用應(yīng)力、安全系數(shù)定義，強(qiáng)度計(jì)算問題的三種基本類型及各 能解決什么問題。組合變形計(jì)算強(qiáng)度時(shí)，解題步驟主要有哪些？每步驟的目的是什么？能量法與靜不定系統(tǒng) 10.何謂靜定問題，靜不定問題，舉例說明，簡述求解拉壓靜不定問題 的三個(gè)步驟及如何考慮變形諧調(diào)條件。偏心拉伸（或壓縮）時(shí)，中性軸是否通過橫截面形心，怎樣確定中性軸位置？中性軸具有什么特點(diǎn)？ 11.簡述常用的三種支座形式，靜定梁的三種基本形式載荷簡化的三種 形式。水管在冬天凍裂，這是不是冰的強(qiáng)度大于水管的強(qiáng)度？如何解釋這一現(xiàn)象？ 12.剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算采用何種假設(shè)，繪出圓軸和圓孔擠壓時(shí)的應(yīng) 力分布圖。將沸水到入玻璃杯中，玻璃杯內(nèi)外壁的受力情況如何？并因此而發(fā)生破裂，試問破壞是從內(nèi)壁開始、還是從外壁開始？為什么？ 13.何謂純剪切,剪應(yīng)力互等定理的使用條件。試用強(qiáng)度理論分析鑄鐵水管冬天因結(jié)冰受內(nèi)壓而被漲裂，而管內(nèi)的冰也受到同樣大小的反作用力卻不會破壞的原因。 14．寫出外力偶矩的計(jì)算公式，說明圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形公式的推導(dǎo)。氣瓶或圓柱形容器破壞時(shí)，裂紋形狀一般如圖所示。是為什么？試從應(yīng)力狀態(tài)分析的觀點(diǎn)加以說明。 15．繪制實(shí)心圓軸和空心圓軸剪應(yīng)力分布圖。簡述圓截面和非圓截面桿扭轉(zhuǎn)變形 的主要區(qū)別。在構(gòu)件中凡是正應(yīng)力不為零時(shí)，則在該正應(yīng)力方向上的線應(yīng)變也一定不為零。對否？為什么？舉例說明。 16．簡述剪力，彎矩定義及符號規(guī)定，寫出載荷集度，剪力和彎矩的關(guān)系。為什么要提出強(qiáng)度理論？金屬材料破壞有幾種形式？相應(yīng)有幾種強(qiáng)度理論？ 17．說明推導(dǎo)純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力所采用的方法。為什么要研究構(gòu)件一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)，怎樣表示一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)，試舉例說明。 18．說明推導(dǎo)剪應(yīng)力公式所采用的方法及思路。在建筑工地上有時(shí)會看到將要安裝的屋架梁制造成圖示的形狀，即靠中間的部分在腹板上有許多圓孔，且工字形截面的中間高、兩邊低。這樣做從材料力學(xué)的角度看是否合理?為什么? 19．繪出矩形截面粱橫截面上正應(yīng)力，剪應(yīng)力分布圖。丁字尺的截面為矩形。設(shè)h/b=12。由經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)垂直長邊加力圖（a）時(shí)，丁字尺很容易變形或折斷，若沿長邊加力圖（b）時(shí)，則不然，為什么？ 20．簡述彎曲內(nèi)力，純彎曲，平面彎曲，斜彎曲概念。上海運(yùn)輸工人和技術(shù)人員，在運(yùn)送重120噸（1.2MN）的12萬5千千

8.528.cm

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