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現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程設(shè)計(jì)題目1、梁的有限元建模與變形分析計(jì)算分析模型如圖所示梁截面分別采用以下三種截面（單位：m）： 矩形截面： 圓截面： 工字形截面：B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2, t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.0072、壩體的有限元建模與應(yīng)力應(yīng)變分析選用Plane82單元分析如圖所描述的水壩受力情況，設(shè)壩體材料的平均密度為2g/cm3，考慮自重影響，材料彈性模量為E=700Mpa, 泊松比為0.3。按水壩設(shè)計(jì)規(guī)范，在壩體底部不能出現(xiàn)拉應(yīng)力。分析壩底的受力情況，是否符合要求。(給斜邊施加x方向的分布載荷：載荷函數(shù)：1000*X) 第2題 第3題3、受均勻內(nèi)壓作用的球體的有限元建模與分析如圖所示的空心圓球，R1=0.3m，R2=0.5m，受到P=100Mpa的內(nèi)壓作用，材料的彈性模量為，泊松比為0.3。求空心圓球的受力后的徑向位移并分析計(jì)算精度，要求將計(jì)算結(jié)果與解析解進(jìn)行比較，選則一個(gè)與解析解最接近的網(wǎng)格方案?？招膱A球受內(nèi)壓作用后徑向位移的解析解為：4、帶孔薄板應(yīng)力分析厚度為0.01m，邊長(zhǎng)為0.16mx0.16m正方形板，在其中心開(kāi)有直徑為0.01m的孔，板在y方向受有0.1MPa的壓力，設(shè)E0.1MPa，=0.1。分析板中的應(yīng)力。5、人字形屋架的靜力分析跨度8m的人字形屋架，左邊端點(diǎn)是固定鉸鏈支座，右端是滑動(dòng)鉸鏈支座。在上面的3個(gè)節(jié)點(diǎn)上作用有3個(gè)向下集中力P=1kN，結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和邊界條件如圖所示，桿的橫截面積為0.01m2，E=207GPa，試?yán)枚S桿單元分析該屋架在3個(gè)集中力作用下的變形和內(nèi)力。 第5題 第6題6、超靜定拉壓桿的反力計(jì)算在兩個(gè)相距L=lm剛性面之間有一根等截面桿，桿件材料的彈性模量為E=210GPa，桿的橫截面積為1m2，在距離上端a=0.3m和0.6m截面位置處分別為受到沿桿件軸向的兩個(gè)集中力Fl=1000N和F2=500N(如圖)，試?yán)枚S桿單元確定兩個(gè)剛性面對(duì)桿件的支反力R1和R。7、懸臂梁的有限元建模與變形分析考慮懸臂梁如圖，求x=L變形量。已知條件：E=200E9；截面參數(shù)：t=0.01m, w=0.03m, A=3E-4,I=2.5E-9；幾何參數(shù)：L=4m, a=2m, b=2m；邊界外力F=2N,q=0.05N/m.8、受兩端壓力帶孔薄板有限元分析如圖所示，E=30e6,兩端壓力100，中心孔內(nèi)線壓分布力500向外。中心孔直徑為5。板厚為1。9、平面桁架有限元分析分析如圖所示桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)變形、單元應(yīng)力、底座的反力。A6.25e-3m2，E=200 GPa第9題 第10題 第11題10、立體桁架有限元分析分析如圖所示桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)變形、單元應(yīng)力、底座的反力。A1.56e-3m2，E=75 GPa11、平面剛架結(jié)構(gòu)有限元分析 如圖所示平面梁?jiǎn)卧Y(jié)構(gòu)，A=5.5e-3m2，R5.5e-2m，Izz=1.6638e-5，E=210 Gpa，=0.3，H=0.1357要求：施加載荷點(diǎn)處的變形，結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力，12、3D梁結(jié)構(gòu)分析自行車架自行車車架由鋁合金管構(gòu)成，管外徑為25mm，管壁厚為2mm，E=75 Gpa，=0.3，邊界條件：在點(diǎn)3、4、6、7、8處x, y, z三方向固定載荷：在2點(diǎn)處施加600N垂直向下力，同樣在1點(diǎn)施加200N力。要求：節(jié)點(diǎn)位移，結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力8765432113、采用平面應(yīng)力問(wèn)題分析鋼支架強(qiáng)度鋼架厚度為3.125 mm，E=200 GPa 鋼架左邊固定，頂面施加載荷為2625 N/m，要求：最大變形，最大應(yīng)力及von Mises stress第13題 第14題14、3D結(jié)構(gòu)分析材料：鋼，E=200 GPa邊界條件：結(jié)構(gòu)被固定在兩個(gè)孔的內(nèi)表面。在伸出的梁上施加載荷為1000 N/cm2要求：最大變形，最大應(yīng)力及von Mises stress15、桁架分析分析如圖所示桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)變形、單元應(yīng)力、支撐點(diǎn)的反力。A6.25e-3m2，E=200 Gpa邊界條件：在結(jié)構(gòu)的底部右角和頂部左角沿X、Y方向固定載荷：在結(jié)構(gòu)的底部左角施加載荷為6000N和頂部右角施加載荷為6000N （沿X方向） 第15題 第16題16、鋼架強(qiáng)度的有限元分析幾何尺寸如圖所示，厚為3.125 mm，材料為鋼結(jié)構(gòu)。鋼架固定在兩個(gè)小孔內(nèi)表面，2000N載荷作用在大孔的中心。要求：最大變形及應(yīng)力分布。17、平面三角形板的變形與應(yīng)力分析等腰三角形板，高為0.06m，底邊長(zhǎng)為0.06m，板厚0.01m，E=0.1MPa，=0.25，P=0.1KN。求三角形的變形及應(yīng)力分布。要求：按圖示進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 第17題 第18題18、利用ansys計(jì)算平面桁架各節(jié)點(diǎn)位移和各桿內(nèi)力、約束端反力。E=2x106kg/m2，A=10-3m2，L=1m，P=100kg。19、L形薄板零件應(yīng)力分析 b=2a=1.2m，t=0.01m，P=1000kg，E=2x1010kg/m2，=0.3。 第19題 第20題20、L形鋼支架應(yīng)力分析如圖所示支架，在上表面受到2N/mm2均勻載荷作用，支架在兩個(gè)孔表面處固定，分析支架的受力情況。21、六角板手在扭曲載荷作用下應(yīng)力分析一個(gè)六角板手(截面高度10mm)，幾何和材料特性：截面高度10mm；形狀六角形；長(zhǎng)度7.5cm；把手長(zhǎng)度20cm；彎曲半徑1cm；彈性模量2.07x10e11Pa；扭曲荷載100 N。分析板手在這種荷載作用下的應(yīng)力分布。 第21題第22題 第23題22、六角板手在向下載荷作用下應(yīng)力分析一個(gè)六角板手(截面高度10mm)，幾何和材料特性：截面高度10mm；形狀六角形；長(zhǎng)度7.5cm；把手長(zhǎng)度20cm；彎曲半徑1cm；彈性模量2.07x10e11Pa；向下荷載20 N。分析板手在這兩種荷載作用下的應(yīng)力分布。23、梁的應(yīng)力分析。由工字鋼構(gòu)成的簡(jiǎn)支梁的支承和載荷分布如圖，參數(shù)如下：E=200GPa，L400cm，a=200cm，h=60cm，A=200cm2，I=128000cm4。w=2000N/cm。求支點(diǎn)反力，梁在中間截面處的最大應(yīng)力。24、圓鋼彎曲和扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力分析如圖所示，求最大應(yīng)力。E=30e106psi，=0.3，l=25ft，d=3ft，Section modulus (I/c) = 10 in3，F(xiàn)=250lb，M=Fd=9000in-lb。25、2D桁架有限元分析A=3.0E-4 m2，E= 2.07E11 psi，求節(jié)點(diǎn)力及支座反力。 第25題 第26題26、矩形截面梁有限元計(jì)算I = 394 in4 A=14.7 in2; Height = 12.19 in; E=30E6 psi; v=0.29. 求施力點(diǎn)的位移。27、2D桿三角形結(jié)構(gòu)有限元分析A=0.01 m, E=200x109 N/m2 , = 0.3.求B點(diǎn)位移。 第27題 第28題28、2D帶孔薄板的應(yīng)力與變形分析t=1 mm. E =107 MPa v=0.3. p=1 MPa. 求下圖所示問(wèn)題的應(yīng)力和變形。29、L形梁結(jié)構(gòu)有限元分析Ex = 71240 psi，Nuxy = 0.31，F(xiàn)z = 1 e10-3 lb，F(xiàn)x = 1485 lb，Izz = 0.54 in，Iyy = 1350 in4t = 0.6 in，w = 30 in，L = 240 in。第29題 第30題30、分析受內(nèi)壓圓筒徑向接管結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布（采用三維實(shí)體單元計(jì)算） 結(jié)構(gòu)參數(shù)：Di=2000，D02200，di1000，d01100，H1500，h500，r=20。均布載荷：內(nèi)壓P=10Mpa，E=2.0e105Mpa，v=0.3.31、一側(cè)固定的方板如圖所示，長(zhǎng)寬均為1m，厚度為5cm，方板的右側(cè)受到均布拉力的作用。材料的彈性模量為，泊松比為0.3。對(duì)方板采用兩種不同位移約束方式進(jìn)行計(jì)算，分析采用那種約束方式比較合理。位移約束方式如下：1) 對(duì)12邊同時(shí)施加x和y方向的位移約束；2) 對(duì)12邊施加x方向的位移約束,對(duì)12邊的中間一點(diǎn)施加y方向的位移約束。32、矩形截面超靜定粱的受力與約束情況如圖4（a）所示，截面如圖4（b）所示，b=20mm,h=80mm ，材料的彈性模量為，泊松比為0.3。集中力P=1000N，分布載荷q=200N/m 。求粱的支反力、最大位移及最大位移出現(xiàn)的位置。 圖（a） 超靜定粱的受力與約束 圖（b） 粱的截面33、二維薄板平面應(yīng)力問(wèn)題（采用軸對(duì)稱方法）設(shè)有圖所示的正方形薄板，在