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《有限元应用基础》

实验报告

班 级： 姓 名： 学 号：

学 院： 机械与动力工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导老师：

机械与动力工程学院 2015年11月

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实验一 ANSYS软件熟悉和前处理

一、实验目的：

熟悉ANSYS Workbench软件菜单、窗口等环境、软件分析功能及解题步骤。

二、实验设备：

微机（P4配置），ANSYS Workbench软件（教学版），Windows XP操作系统。

三、实验内容：

（一）、实验原理及实验步骤：

（1）、功能介绍： 1）、工具箱：

Workbench工具箱组成如 图1。 第一项 分析系统，最常用。 第二项 组件系统，就是构成分析系统的各个组成元素。第三项 耦合分析。

第四项 设计探索，包括优化设计和可靠性设计。

·第一项 分析系统：

分析系统组成如图2。包含四类：固体分析；流体分析；热分析；电磁场分析。

固体分析，有静力学分析和动力学分析。静力学分析中，有两支。第一支就是纯粹的静力学分析，static structural,以及static structural(samcef)，分别用不同的求解器计算静力学问题。动力学分析则范围广阔，包含modal模态分析，modal(samcef)模态分析，harmonic response谐响应分析，random vibriation随机振动分析，response spectrum响应谱分析。这些分析之中，模态分析至关重要。因为所谓的谐响应分析，随机振动分析，响应谱分析都以之为基础。还有瞬态动力学分析，是当激励很快的改变时，要求结构的响应问题。 第二项 组件系统：

如图3。组件系统包含了诸多单元模块，是构成前面分析系统的基础。可以组装，也可以单独使用。 第三项 耦合场分析：

如图4。

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图4 耦合场

图 1 工具箱

图2 分析系统

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前两个是流固体耦合分析，分别是从CFX,FLUENT到静力学分析的耦合；然后是预应力模态的分析，是先做静力学分析，得到应力后，再做模态分析；接着是随机振动分析，就是先做模态分析，再做随机振动分析；接着是响应谱分析，同样是先做模态分析，再做响应谱分析；最后是热应力问题，是先做热分析，得到温度后，把温度导入到结构场，再做应力分析。 第四项 设计探索模块：

如图5。第一个是全局优化，第二个是参数关联，第三个是响应面，是根据前面的有限次仿真，找到设计变量和目标变量之间的关系，从而用一个所谓的响应面勾勒出来，实际上就是曲线拟合的问题。最后一个是6sigma分析，属于鲁棒性分析。

2）、界面介绍：

图3 组件系统

图5 设计探索

（2）、分析的基本过程： 1）、制定分析方案。 2）、前处理。

a）、建立、导入模型 。 b)、定义材料属性。

c)、设定网格划分参数并划分网格。 3）、求解。 a）、在Solution分支中添加结果输出项。 b）、点击工具条中的Solve 按钮或选中Solution点击右键选择Solve便可进行求解。 4）、后处理：

求解完成后，选中结果输出项，在工具条中出现各种后处理工具。

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