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有限元建模
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INTRODUCTION TO ANSYS 8.0 - Part 1
• 主体结构由钢筋混凝土看 台与带有可开合屋盖的大 跨度钢屋盖两部分构成。 屋盖的主结构由48根桁架 与中间环梁构成，支承在 周边24根组合柱之上。主 桁架围绕屋盖中部的环梁 放射形布置，与屋面及立 面的次结构一起形成了“ 鸟巢”的特殊建筑造型， 主场看台部分采用钢筋混 凝土框架－剪力墙结构体 系，与大跨度钢结构完全 脱开。
•
有限元方法解决问题时首先将复杂的形体划分成网格，每个网格就是一个单 元，网格分的越细，计算越精确
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创建CAD模型
目标优化/拓扑优化
有限元模型
力学模型
求 解
不 满 足
检验设计
满 足 设 计 要 求
结果后处理
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什么是有限元分析?
• 有限元能够干什么？
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Stress/Deformation of Rotor Hub & Nacelle Base
Unsteady contours of air velocity and path lines 西安交通大学 机械工程及自动化研究所
应用举例：土木建筑
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应用举例
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应用举例
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有限空间 无限精彩
李兵
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bli@
引言
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一张照片引发的。。。
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引言
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应用举例：航空航天
机翼结构分析
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有限元建模
• 局部分析 • 为了减轻钢结构自重,对受力较小的次结构构件考虑施加 劲肋
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加肋薄壁箱形构件的轴向力－轴向变形曲线
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应用举例：电子电器
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应用举例
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• 位于北京奥林匹克公园中 心区内，是2008年第29 届奥运会的主体育场，承 担奥运会开、闭幕式与田 径比赛。
• 纵横交错的钢铁枝蔓总重 4.2万吨，其中，顶盖及 周边悬空部位重量为1.4 吨。在施工时，采用了78 根支柱进行支撑，也就产 生78个受力区域，在钢结 构焊接完成后，需要将其 缓慢而平稳地卸去。
1
2 3 4 5 6 7
0.7410
0.74119 0.74815 0.74948 0.77800 0.88401 0.88668 0.94100 0.94378 0.97805 0.98842 1.06030 1.06160 1.18530 1.28690
1.34953
1.34918 1.33663 1.33426 1.28535 1.13121 1.1278 1.0627 1.05957 1.02244 1.01172 0.94313 0.94197 0.84367 0.77706
0.72015 0.71979 0.66063 0.66002 0.64788 0.64338 0.62406 0.62395 0.61943 0.56344 0.56243 0.55340 0.55081 0.55060
• 动力分析 • 地震分析采用振型分解 反应谱法，地震作用效应采用 CQC法。整体模型取振型120 个
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•本例的理论解为：
d = PL3/3EI = (-100)*(103)/(3)*(30e6)*(1/12) = -0.013
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引言
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箱形薄壁构件塑性区
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• 复杂节点计算
Ansys整体计算得 到构件内力 ( 梁单 元模型) 建立节点实体模 型并加载 求解并观察后 处理，看结果 是否满意
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Rotor dynamics of Shaft
Stable Analysis of Tower
Fatigue/Life of Welded Part
Rigid Dynamics of Old Ham Coupling
Magnetic Lines of 2D Motor
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• 静力分析
序号 频率(HZ) 表1 结构的周期与频率 周期(s) 序号
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频率(HZ)
周期(s)
•
恒荷载、活荷载，雪荷载 、风荷载、温度作用。其中恒 荷载含结构自重、吊顶、水槽 设备等
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应用举例：机械能源
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Frictional contact
Assembling 西安交通大学 机械工程及自动化研究所
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引言
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引言
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有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起 来的一种现代计算方法。它是50年代首先在连续体 力学领域 -- 飞机结构静、动态特性分析中应用的一 种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求 解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。
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引言
• • • 为了了解将要学习的内容，我将做一个简单的例子。 通过GUI方式来做这个例子，不讨论任何有关建模的细节。 本例是一个在端点施加集中荷载的悬臂梁。
有限元建模
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什么是有限元分析?
• 但是对于复杂形体是不可能得到解析解
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• 有限元分析是一种模拟在确定的荷载条件下的设计响 应的方法 解西安交通大学 机械工程及自动化研究所
离散化
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应用举例
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