有限元建模受力分析.docx

1.问题描述
有一外伸梁，如图(1)所示，长为30mm,宽为3mm，厚度为1mm。材料的弹性模量为30*e6,泊松比为0.3。其中长度30、弹性模量30e6为学号2009110030的后三位。左端固定，在该外伸梁的最右端内受到大小为3000N的压力的作用，用Paran软件对此问题建立几何模型、划分网格、施加载荷/边界条件、用Nastran进受力分析。

图（1）
2.创建几何模型
1)单击Geomentry按钮，Action>Create,Object>solid,Method>Primitive。输入参数，单击Apply,生成的模型如下图所示。

生成曲面面板 生成曲面模型

3. 网格划分
单击Elements按钮，采用四面体网格对板进行网格划分Action>Create,Object>Mesh,Tybe>SolidElem.Shape>Tet,Mesher>TetMesh,>Topology>Tet10,value>0.5输入参数，单击Apply，划分网格之后的模型如图所示。

4. 载荷/边界条件的施加
4.1 位移边界条件
单击Loads/BCs按钮，选择Creat>Displacement>Nodal>Standard，在New Set Name中输入s1，并在Input Data输入框中输入相应数值，如图所示。在Select Application Region中选择左端面，既可以用Geometry选择面，也可以用FEM选择左端面的所有节点，施加位移约束的模型如图所示。

4.2 载荷的施加
单击Loads/BCs按钮，选择Action>Creat,Object>Force,Tybe>Nodal，在New Set Name中输入p1，并在Input Data输入框中输入相应数值，如图所示。选择载荷施加区域，用Geometry选择面，施加载荷的模型如图所示。

5.定义材料属性
单击Materials按钮, Action>Create,Object>Isotropic,Method>Manual Input,Material Name:m1,单击打开Input Propertise 按钮对应的面板，在Elastic Modulus 中输入30e6,在Poisson Ratio 中输入0.3，单击OK,Apply, 完成材料的创建。

6.定义单元属性
单击Properties按钮，Action>Create, Object>3D,Type>Solid，Set Name：s1。单击打开Input Properties, 在Mat Prop Name 中选择m1，单击OK。在Application Region选项框，选择区域，单击Add、Apply，完成定义单元属性。

7.进行分析
7.1求解悬臂梁模型静力学参数
单击Analysis按钮，Action>Analysis, Object>Entire Model, Method>Full Run, 单开Solution Type按钮，选择求解类型为LINEAR STATIC，单击OK、Apply。弹出Nastran计算对话框，开始计算。

7.2调出悬臂梁模型静力学解
Action>Access Results, Object>Attach XDB, Method>Result Entities,单击单开Select Results File按钮，选择liang.xdb文件，单击Apply完成调出悬臂梁模型静力学解。

8.查看分析结果
单击Results按钮，Action>Create, Object>Quick plot，在Select Fringe Result选项中选择Displacement，Translational，单击Apply，生成位移云图如图所示

9.理论计算
横截面对中性轴y的惯性积I=hb312=1*2712=2.25.
最大挠度wmax =-Fl33EI=3000*30^33*30*106*2.25=12mm
由图可知有限元值wmax=11.5mm
由以上实验和理论分析得，有限元值和理论值基本一致。

10. 心得与体会
通过这次实验，比较熟练Patran 的基本操作，又增加了对Nastran的学习，初步了解Nastran的功能。深刻体会到patran、nastran对工程的实用性，方便于我们以后工程上复杂问题的求解，
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指导教师批阅意见：

成绩评定：

指导教师签字：

年 月 日
备注：