现代设计方法思考题和练习题
一,有限元部分
思考题
1 有限单元法中离散的含义是什么 有限单元法是如何将具有无限自由度的连续介质问题转变成有限自由度问题
2 位移有限单元法的标准化程式是怎样的
3 什么叫做节点力和节点载荷 两者有什么不同 为什么应该保留节点力的概念
4 单元刚度矩阵和整体刚度矩阵各有哪些性质 单元刚度系数和整体刚度系数的物理意义是什么 两者有何区别
5 减少问题自由度的措施有哪些 各自的基本概念如何
6 构造单元函数应遵循哪些原则
7 在对三角形单元节点排序时,通常需按逆时针方向进行,为什么
8采用有限元分析弹性体应力与变形问题有哪些特点和主要问题
9 启动ANSYS一般需几个步骤 每一步完成哪些工作
10 进入ANSYS后,图形用户界面分几个功能区域 每个区域作用是什么
11 ANSYS提供多种坐标系供用户选择,主要介绍的6种坐标系的主要作用各是什么
12工作平面是真实存在的平面吗 怎么样理解工作平面的概念和作用 它和坐标系的关系是怎样的
13 如何区分有限元模型和实体模型
14网格划分的一般步骤是什么
15单元属性的定义都有什么内容 如何实现 如何实现单元属性的分配操作
16自由网格划分,映射网格划分和扫掠网格划分一般适用于什么情况的网络划分 使用过程中各需要注意什么问题
17如何实现网格的局部细化 相关高级参数如何控制
18负载是如何定义和分类
19在有限元模型上加载时,节点自由度的约束有几种 如何实现节点载荷的施加
20与有限元模型加载相比,实体模型加载有何优缺点 如何实现在点,线和面上载荷的施加
21 ANSYS提供的两种后处理器分别适合查看模型的什么计算结果
22使用POST1后处理器,如何实现变形图,等值线图的绘制
习题
试用ANSYS应用程序计算下列各题:
1. 如习题图2-1,框架结构由长为1米的两根梁组成,各部分受力如图表明,,,求各节点的力及力矩,节点位移.
习题图2-1 框架结构
2. 自行车扳手由钢制成,尺寸如习题图2-2,,,扳手的厚度为3mm,受力分布如图示,左边六边形固定,求受力后的应力,应变,及变形.
习题图2-2 自行车扳手
3. 习题图2-3所示:一块大板承受双向拉力的作用,在其中心位置有一小孔,相关结构尺寸如图示,试计算小孔的集中应力及变形. ,
习题图2-3 平板
4. 习题图2-4所示,汽车连杆,其厚度为0.5in,各几何尺寸如图所示.在小头孔的内侧90度范围内承受着P=1000psi的面载荷,试分析连杆的受力状态.psi,.
(题中单位均为英制. 提示:选20节点95单元)
习题图2-4 汽车连杆
5. 习题图2-5所示,为轮子的平面图,图中的单位均为英寸.已知:psi,,密度为0.000731,试分析当轮子绕垂直方向轴旋转时所受的力及变形
习题图2-5 轮子平面图
6. 习题图2-6所示,两个弹簧的刚度系数均为200,集中质量m=0.5kg,m受简谐力作用,最大幅值F=200N,频率为0～7.5Hz.试分析集中质量m的位移随频率的变化规律.
习题图2-6 弹簧系统
7. 习题图2-7所示,工作台与其4个支撑组成的板—梁结构系统,工作台上表面施加随时间变化的均布压力且方向垂直于工作台表面.已知:系统中所有材料为,,,工作台厚度为0.02m,4个支撑每一个的截面面积为,惯性矩,宽度0.01m,高度0.02m.试求系统瞬态响应.

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