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08 5-4 结构分析的有限元法.pptx

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本课件讲解结构分析中有限元法的常用单元类型,比较杆单元、梁单元、板单元、三维实体单元与薄壳单元的适用对象与节点自由度,并说明桁架、平面刚架、空间梁类结构与薄板弯曲问题的建模要点。

结构分析的有限元法常用单元的类型,在对弹性工程结构进行计算分析时,依据分析对象形状的不同,经常采用以下类型的单元
结构分析的有限元法,3、三维实体单元可分为四面体单元、六面体单元、任意六面体单元和曲面六面体单元
常用有限元单元类型及其节点自由度,共6组数据:UX,UY,UZ、UX,UY、TEMP、UX,UY,UZ,ROT
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第1页:结构分析的有限元法常用单元的类型

结构分析的有限元法常用单元的类型:在对弹性工程结构进行计算分析时,依据分析对象形状的不同,经常采用以下类型的单元。1、杆单元和梁单元:一维单元,截面尺寸与长度方向相比非常小。

2、二维平面问题中的板单元单元内任意点的变形和应力由x,y两个坐标确定,不仅应用广泛,而且其中的三角形板单元和矩形板单元也是早期发展的两种单元。

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第2页:结构分析的有限元法

结构分析的有限元法:3、三维实体单元可分为四面体单元、六面体单元、任意六面体单元和曲面六面体单元。后两种单元可以适应外形不规则或外形为曲面的物体的单元剖分。

4、弯曲问题中的薄壳单元常用的有三角形薄板单元、矩形薄板单元。

第3页:结构分析的有限元法节点自由度

结构分析的有限元法节点自由度:下表列出常用有限元单元类型及其节点自由度,共6组数据。

常用有限元单元类型及其节点自由度
单元类型节点自由度
三维杆单元(铰接)UX, UY, UZ
二维或轴对称实体单元UX, UY
三维实体热单元TEMP
三维四边形壳单元UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ
三维梁单元UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ
三维实体结构单元UX, UY, UZ

第4页:杆、梁单元的有限元法

杆、梁单元的有限元法:按照受力和变形情况:桁架结构:各杆件只能承受轴线方向作用的力,各杆件只产生轴向拉伸或压缩。平面梁类结构:结构本身是一直梁,所受的外力垂直于直梁的纵轴线,并且所有的外力或外力矩都只作用在通过直梁纵轴线的一个平面内。

平面刚架结构:刚架结构物和其外力或外力矩的作用面均在同一平面内。空间梁类结构:结构物本身是一空间体,所受外力或外力矩是一组空间力系。

结构分析的有限元法

第5页:结构分析的有限元法薄板弯曲问题薄板

结构分析的有限元法薄板弯曲问题薄板

  • 如板的厚度t与板在其他两方向的尺寸之比小于1/15时,可认为是薄板。
  • 对一般机器的箱体、支承件等,在用有限元计算将其离散为单元时,大都采用这类薄板单元。

第6页:结构分析的有限元法薄板弯曲问题

结构分析的有限元法薄板弯曲问题

  • 法线假设——在板变形前垂直于中面的法线段,在板变形后仍然垂直于弯曲了的中面,法线没有伸缩,板厚没有变化。法线假设类似于梁弯曲的平截面假设
  • 正应力假设——在平行于中面的截面上,正应力可忽略不计
  • 小挠度假设——板的中面只发生弯曲变形,且挠度很小。假设中面内各点没有平行于中面的变形。zz6xyoPt/2t/2B

第7页:第五章 结构分析的有限元法结束页

本页为分册结束页,第五章 结构分析的有限元法(结束页)内容讲授完毕。

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