悬臂梁的有限元建模与变形分析.docx

悬臂梁的有限元建模与变形分析摘要：应用有限元软件对矩形截面的悬臂梁受均匀载荷时采用三种不同的模型进行分 析，并且比较其有限元结果与理论结果，从而得之有限元分析需要进行合理的分析, 建立合适的模型，才可以得到正确的结果。关键词：建模，有限元1计算分析模型如图1-1所示，左边完全约束，右边不约束。图1-1梁的计算分析模型梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）:NameH Profle-lShapes Rectangulara: 0. 05OK I ' ancel图1-2矩形截面5k-匚 ancel图1-3圆形截面 "TEcfftName： Profile-3ihape：图1-4圆形截面2理论计算模型取右端研究Xq担 心，rqx = 1 . 0e5 X X200000ax2 / =2. 67 e8PaWz 0. 05 源 n a /5000040000012 El3 El而入图1-5矩形截面变形位移图y m ax8. 5e - 3m3有限元计算结果-03 + I +'汜 75(?+U'S08<e07 +电+07 +二: + F+iXM MwP. <rPt<. m LffW vnrxrAv 5鼻IL.1 3i+G- 1 严” I*+l. 1+1讥7三七时用J H J图1-7 2D四边形单元变形位移图图1-6矩形截面应力图J UN+0.000e +00 -7. 400e*04 一1. 480e-03 一2. 220e-03 -2.960e-03 -3, 700e-03 - 4.44OD3 -5.180e-03 一一5, 920103-6. 660e-03 -7. 400e-03 -s. 140e-03 - 8.e80e-03I'L 5 I Jt： J： swiThit- 帚 fUtm: u jiLI Boo' LT： Otf*racn$r-Jlc-X，IT - -t. i$f ItTTllODB; Job-222, odb Abaqui/Etandard 6. t0-l Tiie Apr L0 LG:53:04 GMT+OS:0D MOiNSj MisesSNEGf (fraction -1.0) (Avg;75%)+2.2226+03 -203 fLe-OS 十 L. S52e+0S + 1.667e+03+|1.432e l0e+I1.2976+03i-91.lL2e+0S4-9.2656-07+7.4-L156-07 +5.564*4 07L+3.7136+07 Bi-9L. S62e+074- 1.1246+05图L8四边形单元应力图J -T- +0. 000e+00L -6. 538bo4-1. 3006-03 1.961 £-03 - 2£i5e-03 -3. 269bo3 -4. 923bo3 -5. 577bo3 -6. 2316-03 一5. gS4e-03 一6.S33e03 -7. 192e-03 -7.S46e-03心GDB： Job-333, odb Abaqus/S'andar(3 6J0-L TuelO 1 e ： 55:43 GMT+OS： 00 201；XE ftu -rap/; "f 0, Mr>r-qiJUK W< 1li /CtMNL Wtl«jr图1-9 2D三角形单元变形位移图S, MJECSSNEG, (a-dcoon = -1. 0) (Aifgi 7 5%) 3 沪 2 则 197c+0e 99s 狂迅&:glB趺+oe芳口 "OS讲机*讯作和+ 1+ 7. 993b>07 FS. 996e+074. I+X-. 001>07 +4 T1.4t*0t图1-9 2D三角形单元应力图5, Mises(Avg： 7SO_p i-G.37Je+06BkS. S 13e-064-S. 312e!-06H. 4. 24 i+06+3-7 lSe-06+3.ia7e-0&+2.656e-0& 4-2. 125e+05 +1.5 环 +0641. 062e-06+5.3 I i e+05 +1. 7 盘 e+02Uj U24-0. 000S+00-1. 620e-05图1-11 3D单元变形位移图图一3. 240e-05-4. 050=05-4.S60e-05-5. 669e-05-6. 479e-1 05-7. 2S9e-05 aM 099e-05-e.909e-05-9.719e-05二、结论理论1D2D四边形2D三角形3D单元最大应力 (Mpa26726022224063. 74最大挠度 (mm8. 58. 78. 887. 848. 099e-3由上面可以看出理论计算值与ID和2D计算结果基本吻合，而与三维结果差 异巨大。