工程有限元分析復(fù)習(xí)題樣本

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。《工程中的有限元方法》復(fù)習(xí)提綱引言簡(jiǎn)要論述求解工程問(wèn)題的一般方法和步驟;物理問(wèn)題物理問(wèn)題數(shù)學(xué)模型由控制方程描述,基于如下假設(shè):幾何形狀運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)材料本構(gòu)關(guān)系載荷邊界條件其它有限元分析選擇單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格設(shè)置求解參數(shù)求解評(píng)估有限元結(jié)果的精度解釋計(jì)算結(jié)果終止重新選擇單元、劃分網(wǎng)格,設(shè)置求解參數(shù)不滿意滿意滿意修正數(shù)學(xué)模型,重新分析圖STYLEREF1\s1SEQ圖\*ARABIC\s11工程問(wèn)題的一般求解步驟簡(jiǎn)要論述有限元方法求解問(wèn)題的一般步驟說(shuō)明ANSYS中關(guān)于單位制的使用問(wèn)題彈性力學(xué)問(wèn)題有限元分析出一道由單剛組裝總剛的問(wèn)題為什么位移有限元得到的應(yīng)力結(jié)果的精度低于位移結(jié)果?在當(dāng)前計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上如何進(jìn)一步提高應(yīng)力結(jié)果的精度?彈性力學(xué)平面問(wèn)題包括＿＿＿＿和＿＿＿＿兩類,舉例說(shuō)明;平面問(wèn)題三角常應(yīng)變有限元中形函數(shù)之和為＿＿＿＿;什么是命令流文件?編寫(xiě)命令流文件的方法有哪些?如何調(diào)試你編寫(xiě)的命令流文件?結(jié)構(gòu)分析時(shí)采用命令流文件的方式有哪些好處?單元分析有限元解的收斂準(zhǔn)則是什么?進(jìn)行簡(jiǎn)單的解釋。以下幾條曲線,哪條對(duì)應(yīng)的計(jì)算過(guò)程是收斂的?常見(jiàn)的力學(xué)問(wèn)題中,哪些屬于C0問(wèn)題?哪些屬于C1問(wèn)題?二者有什么不同?為什么ANSYS等商用軟件中只提供最高二階的單元,而沒(méi)有更高階的單元?Serendipity單元和Lagrange矩形單元相比,其不同點(diǎn)在哪里?有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?提高有限元計(jì)算精度的三種方法是什么?進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述。等參變換中的Jacob矩陣有什么物理意義?其行列式又有什么幾何意義?什么是完全積分、減縮積分和選擇積分?什么情況下會(huì)出現(xiàn)剪切自鎖問(wèn)題?如何解決這個(gè)問(wèn)題?什么情況下會(huì)出現(xiàn)體積自鎖問(wèn)題?如何解決這個(gè)問(wèn)題?為什么有時(shí)候需要采用減縮積分?減縮積分可能帶來(lái)什么問(wèn)題?如何解決這個(gè)問(wèn)題?桁架結(jié)構(gòu)有限元分析給定一個(gè)微分方程,如何建立其等效積分形式和等效積分弱形式?二者區(qū)別在哪里?為什么后者在數(shù)值分析中得到更多的應(yīng)用?不同的加權(quán)余量法的區(qū)別在哪里?什么是加權(quán)余量法的伽遼金格式?自然邊界條件和強(qiáng)制邊界條件的區(qū)別是什么?為何這樣命名?舉例說(shuō)明在應(yīng)力分析和溫度場(chǎng)分析時(shí)自然邊界條件和強(qiáng)制邊界條件分別是什么?為什么基于最小勢(shì)能原理的有限元解是下限解,即總體位移和真實(shí)值相比偏小?會(huì)手工計(jì)算簡(jiǎn)單的一維桿件結(jié)構(gòu),如:已知p、a、b、EA,用有限元計(jì)算兩端反力及桿件應(yīng)力:梁結(jié)構(gòu)有限元分析梁?jiǎn)栴}的控制方程和邊界條件是什么?了解用最小勢(shì)能原理或者Rayleigh-Ritz方法求解梁?jiǎn)栴}的一般步驟梁?jiǎn)卧悄姆N類型的單元,C0還是C1?為什么?建立梁?jiǎn)卧囊话氵^(guò)程什么是結(jié)構(gòu)單元?什么是實(shí)體單元?舉例說(shuō)明?在實(shí)際使用中如何根據(jù)實(shí)際情況合理選擇單元類型?板殼結(jié)構(gòu)有限元分析板問(wèn)題的控制方程和邊界條件板問(wèn)題的近似求解方法厚板和薄板的區(qū)別是什么?什么時(shí)候該選擇板殼單元而不是平面單元?二者有什么區(qū)別/結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題有限元分析特征值和穩(wěn)定性問(wèn)題有限元分析特征值分析中的一致質(zhì)量陣和集中質(zhì)量陣有什么區(qū)別?如何在ANSYS中實(shí)施特征值分析和穩(wěn)定性分析?熱分析及熱應(yīng)力問(wèn)題有限元分析溫度場(chǎng)分析的控制方程和邊界條件如何給定?是否可同時(shí)在邊界上給定溫度和熱流?建立溫度場(chǎng)分析有限元格式的一般步驟是什么?考慮熱應(yīng)力的結(jié)構(gòu)分析和不考慮熱應(yīng)力時(shí)主要區(qū)別在哪里?熱力耦合分析時(shí)強(qiáng)耦合和弱耦合分別是什么意思?如何實(shí)施?大作業(yè)在不違背基本物理規(guī)律的前提下,可自行添加你認(rèn)為有用的數(shù)據(jù),或者做出一些假設(shè)。考慮一塊受單向拉伸作用的平板,材料彈性模量為E=200GPa,泊松比為=0.3,板厚t=5mm,拉伸外力為p=100MPa,板的長(zhǎng)度和寬度分別為a=1m和b=0.3m,在長(zhǎng)度方向上進(jìn)行拉伸,板中央有一個(gè)穿透的圓孔,直徑為d=30mm。討論小圓孔直徑對(duì)結(jié)構(gòu)中最大應(yīng)力分量()的大小及所在位置的影響;將有限元結(jié)果與彈性力學(xué)里得到的理論結(jié)果進(jìn)行比較分析(選取若干典型節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分量為研究對(duì)象,在不同小孔直徑條件下進(jìn)行比較);分別利用數(shù)值解(加密網(wǎng)格)和理論解對(duì)所得到結(jié)果的合理性進(jìn)行討論;若板中間不是圓孔而是菱形孔,其中菱形的長(zhǎng)軸沿板長(zhǎng)方向,菱形的短軸沿板寬方向,長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為l=60mm,短軸長(zhǎng)度為s=15mm。求解該問(wèn)題,并對(duì)其合理性進(jìn)行討論;如果上一步得到的結(jié)果不合理,問(wèn)題可能出現(xiàn)在哪里?請(qǐng)嘗試給出一個(gè)能解釋得通的合理的解。(提示:由于在尖角處會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力奇異,因此網(wǎng)格越細(xì),計(jì)算得到的應(yīng)力越大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了材料的極限,可經(jīng)過(guò)采用彈塑性材料模型來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。)如圖所示用鉚釘連接的兩塊板,材料彈性模量為E=200GPa,泊松比為=0.3,許用正應(yīng)力[σ]=160MPa,許用切應(yīng)力[τ]=140MPa,拉伸外力為P=160kN,板厚t=10mm,長(zhǎng)度b=1000mm,寬度b=120mm,鉚釘直徑d=20mm。考慮其中上面的那塊板,假設(shè)鉚釘是剛體,且一共需要4顆鉚釘,經(jīng)過(guò)有限元計(jì)算設(shè)計(jì)最合理的鉚釘排列方式及其位置。如圖梯形截面混凝土重力壩,設(shè)混凝土材料彈性模量為30GPa,泊松比為0.2,密度為2500kg/m3,壩高h(yuǎn)為35m,大壩底部寬度a為10m,大壩頂部寬度b為3m,水庫(kù)上游水深hu為30m,下游水深hb為3m,假設(shè)水壩的地基材料為均勻各向同性材料,其彈性模量為5GPa,泊松比為0.25。hhuhbh求壩體中的變形和應(yīng)力分布。分析實(shí)際計(jì)算中采取的地基長(zhǎng)度和寬度大小對(duì)壩體最大變形量和第一主應(yīng)力的影響。分析壩體尺寸參數(shù)a、b、h以及水位hu和hb對(duì)壩體最大變形量和第一主應(yīng)力的影響。簡(jiǎn)支梁橫截面應(yīng)力分布兩端簡(jiǎn)支矩形截面梁,梁長(zhǎng)度L=600mm,高度h=100mm,寬度b=10mm,受到載荷集度為q=10MPa的分布載荷的作用,梁材料彈性模量E=200GPa,泊松比=0.3。求:1給出梁橫截面上的的分布圖,并標(biāo)明最大值;2給出梁中軸線的撓度曲線,并標(biāo)明最大值;3比較不同網(wǎng)格密度對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響;4將有限元結(jié)果與材料力學(xué)及彈性力學(xué)結(jié)果進(jìn)行比較。思考:能否利用對(duì)稱性?自行設(shè)計(jì)算例,對(duì)剪切自鎖現(xiàn)象進(jìn)行研究。比如采用平面應(yīng)力單元分析懸臂梁的彎曲問(wèn)題,要求給出采用