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1、有限元分析入门实训考题（第1版）李建宇 编著天津科技大学 机械工程学院2012年4月题目1 选题者：(a) (b) (c) 一、题目内容 图示平面刚架结构.0.6l0.4lPl/10CBAq=P/lPEI=20EAl=100cm2l二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩阵，总体位移向量，总体节点等效载荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) B点的位移，A、C处支撑反力及弯矩图、剪力图和轴力图的计算。（3）刚度方程的集成与求解可采用Matl
2、ab、Excel等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解，并与手算结果比较.（5）利用A4纸完成题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目2 选题者：(a) (b) (c) 一、题目内容图示平面刚架结构。3/4l0.5lPlCABq=2.4P/lPEI=20EAl2P0.5l二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩阵，总体位移向量，总体节点等效载荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) B点的位移，A、C处支撑反
3、力及弯矩图、剪力图和轴力图的计算。（3）刚度方程的集成与求解可采用Matlab、Excel等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解，并与手算结果比较.（5）利用A4纸完成题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目3 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 如图所示的三垮梁，E=30e6 psi，I=305 in4。（lb,ft,in,psi为英制单位）EDCBA6 ft8 ft5 ft5 ft5000 lb1200 lb/ft二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩
4、阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩阵，总体位移向量，总体节点等效载荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) 求B点的位移，A、C、D、E处支撑反力及弯矩图和剪力图。（3）刚度方程的集成与求解可采用Matlab、Excel等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解，并与手算结果比较.（5）利用A4纸完成题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目4 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 平面方板，板厚t=1，泊松比 =0。集中力P= 10N, 分布力集度q=4N/m2, 体力集度=6N/m3（仅在图示单元内有体力）。按图示网格进行分
5、析。1m1mPPq二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩阵，总体位移向量，总体节点等效载荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) 支撑反力及单元内力、应力的求解。（3）刚度方程的集成与求解可采用Matlab、Excel等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解，并与手算结果比较；（5）利用A4纸完成题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目5 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 平面方板，板厚t=1，
6、泊松比 =0。集中力P= 10N。按图示网格进行分析。1m1mP二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩阵，总体位移向量，总体节点等效载荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) 支撑反力及单元内力、应力的求解。（3）刚度方程的集成与求解可采用Matlab、Excel等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解，并与手算结果比较.（5）利用A4纸完成题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目6 选题者：(a) (b)
7、(c) 一、 题目内容 平面方板，板厚t=1，泊松比 =0。集中力P= 10N，体力集度=6N/m3（仅在图示单元内有体力）。按图示网格进行分析。2mP1m1m二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩阵，总体位移向量，总体节点等效载荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) 支撑反力及单元内力、应力的求解。（3）刚度方程的集成与求解可采用Matlab、Excel等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解，并与手算结果比较；（5）利用A4纸完成
8、题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目7 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 图示三角形平板，板厚t=0.1a，泊松比 =1/6，外力P，体力集度（仅在图示单元内有体力）。试按图示网格进行分析。aPaa二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩阵，总体位移向量，总体节点等效载荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) 支撑反力及单元内力、应力的求解。（3）刚度方程的集成与求解可采用Matlab、Excel
9、等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解，并与手算结果比较；（5）利用A4纸完成题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目8 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 图示三角形平板，板厚t=0.1a，泊松比 =1/6。按图示网格进行分析。aqaa二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩阵，总体位移向量，总体节点等效载荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) 支撑反力及单元内力、应力的求解。（3）刚度方程的
10、集成与求解可采用Matlab、Excel等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解；并与手算结果比较；（5）利用A4纸完成题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目9 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 试按图示结构，求出i点的位移及杆件的应力。取平面应力三角形单元的E=E1，厚度t=1m，泊松比 =0；杆件的E=E2，横截面积A=0.1m2。i45E2aq1m1m2mE1二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩
11、阵，总体位移向量，总体节点等效载荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) 支撑反力及单元内力、应力的求解。（3）刚度方程的集成与求解可采用Matlab、Excel等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解，并与手算结果比较；（5）利用A4纸完成题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目10 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 试计算图示组合结构的位移和应力。取平面应力矩形单元的E1=E，泊松比 =0；杆件单元E2=2E，A=0.1m2。E22N/m25m3m4mE1二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离
12、散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩阵，总体位移向量，总体节点等效载荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) 支撑反力及单元内力、应力的求解。（3）刚度方程的集成与求解可采用Matlab、Excel等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解，并与手算结果比较；（5）利用A4纸完成题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目11 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 图示平面板结构受集中力P作用，试按平面应力问题分析，并求出节点位移。取E=常量，t=1， =1/6。并采用下列单元形式
13、求解：（1）用三节点三角形单元，（2）用四节点矩形单元。（提示：考虑对称性）P1m1m1m二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩阵，总体位移向量，总体节点等效载荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) 支撑反力及单元内力、应力的求解。（3）刚度方程的集成与求解可采用Matlab、Excel等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解，并与手算结果比较；（5）利用A4纸完成题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目1
14、2 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 图示平面板结构受均布力作用，试按平面应力问题分析，并求出节点位移。取E=常量，t=1， =0。并采用下列单元形式求解：（1）用三节点三角形单元，（2）用四节点矩形单元。（提示：考虑对称性）q1m1m1m二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩阵，总体位移向量，总体节点等效载荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) 支撑反力及单元内力、应力的求解。（3）刚度方程的集成与求解可采用Matlab、
15、Excel等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解，并与手算结果比较；（5）利用A4纸完成题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目13 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 平面矩形板，E=常量，t=1， =0。试分别采用一个4节点矩形单元和2个三节点三角形单元分析，已知节点2发生沉陷，即u2=0，v2=。试求解位移与应力。41233m4m二、题目要求（1）采用有限元法手工求解；（2）写出完整的求解步骤，包括：a) 离散化：单元编号、节点编号；b) 单元分析：单元刚度矩阵，单元节点等效载荷向量；c) 单元组装：总体刚度矩阵，总体位移向量，总体节点等效载
16、荷；d) 边界条件的引入及总体刚度方程的求解；e) 支撑反力及单元内力、应力的求解。（3）刚度方程的集成与求解可采用Matlab、Excel等工具软件辅助完成；（4）利用Ansys求解，并与手算结果比较；（5）利用A4纸完成题目，打印或手写均可以；（6）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目14 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 有一框架承受如图所示的载荷。如果使用标准的工字钢梁，试利用Ansys确定每个构件的截面尺寸。（提示：工字梁型号数据可查阅材料力学教材附录内容；lb、ft为英制单位，计算时请注意换算）500 lb/ft700 lb/ft15 ft15 ft12 ft12
17、ft二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）c) 计算结果及结果分析（位移分析、内力图的绘制、最危险截面及其内力值、最危险点应力值、正确性分析评判）d) 结构设计流程e) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；（4）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目15 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 有一框架承受如图所示载荷的作用，如果使用标准工字钢梁，尝试用Ansys确定每个构件的截面尺寸。（提示：工字梁型号数据可查阅材料力学教材
18、附录内容；lb、ft为英制单位，计算时请注意换算）2500 lb/ft3000 lb/ft3000 lb/ft20 ft20 ft15 ft15 ft二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）c) 计算结果及结果分析（位移分析、内力图的绘制、最危险截面及其内力值、最危险点应力值、正确性分析评判）d) 结构设计流程e) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；（4）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目16 选题者：(a) (b) (c) 一、
19、 题目内容 有一框架承受如下图所示载荷的作用，如果使用标准工字钢梁，尝试用Ansys确定每个构件的截面尺寸。（提示：工字梁型号数据可查阅材料力学教材附录内容）5 m5 kN5 kN40 kN/m10 kN/m10 kN/m5 m5 m4545二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）c) 计算结果及结果分析（位移分析、内力图的绘制、最危险截面及其内力值、最危险点应力值、正确性分析评判）d) 结构设计流程e) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析
20、报告；（4）简要说明各成员主要负责完成的工作题目17 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 图示薄板左边固定，右边受均布剪力q=100KN/m作用，板厚度为0.3cm；试采用如下方案，对其进行有限元分析，并对结果进行比较。1） 3节点三角形单元；（分别计算2个和200个单元的情形）2） 四节点四边形单元；（1个和50个单元）3） 八节点平面等参单元。（1个和20个单元）二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）c) 计算结果及结果分
21、析（位移分析、应力分析、正确性分析评判）d) 多方案计算比较（节点规模增减对精度的影响分析、单元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的影响分析等）e) 建议与体会（3）2个3节点三角形单元和1个4节点矩形单元要求手工计算；（4）利用A4纸打印分析报告；（5）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目18 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 图示为一带圆孔或方孔的单位厚度（1m）的正方形平板，在x方向作用均布压力0.25Mpa，试用3节点三角形单元对平板进行有限元分析，并分别就圆孔和方孔结构对以下几种计算方案的计算结果进行比较：1） 分别采用不同数量的3节点三角形单元计算；2）
22、比较圆孔和方孔孔边应力水平；在y轴上，圆孔边应力的精确解为：，在x轴上，孔边应力的精确解为：（有限元建模时，应考虑问题的对称性）二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）c) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判）d) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；（4）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目19 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 图示为带方孔（边长为80mm）的悬臂梁，其上受部分均布载荷（p=10k
23、N/m）作用，试采用一种平面单元，对图示两种结构进行有限元分析，并就方孔的布置（即方位）进行分析比较，如将方孔设计为圆孔，结果有何变化？（板厚为1mm，材料为钢）二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）c) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判）d) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；（4）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目20 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 图示为一隧道断面，其内受均布水压力q
24、，外受土壤均布压力p；试分别选择两种不同的单元（三节点三角形单元与4节点四边形单元）计算断面内的位移及应力，并分别分析q=0或p=0时的位移和应力分布情况。(材料为A3钢，隧道几何尺寸和压力大小自行确定)二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制），提示：利用对称性。c) 计算结果及结果分析（沿径向的位移变化曲线、应力曲线、正确性分析评判）d) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；（4）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目21 选题者：(
25、a) (b) (c) 一、 题目内容 图示一简化直齿轮轮齿截面，高h=60mm，齿根宽b=60mm，齿顶宽c=25mm，齿顶作用力P=10KN；试采用两种不同单元（如：三角形三节点单元与四节点四边形单元）分析轮齿上位移及应力分布，并只指出最大Mises应力位置。二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）c) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判）d) 多方案计算比较（节点规模增减对精度的影响分析、单元改变对精度的影响分析、不
26、同网格划分方案对结果的影响分析等）e) 建议与体会（3）利用两个三节点三角形单元手算，并与Ansys结果比较；(4)利用A4纸打印分析报告；（5）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目22 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 图示为对称涵洞模型的一半，将其作为平面应变问题,其顶部的路面作用有均布载荷6000N/m2。基于有限元分析软件ANSYS，对该问题进行力学分析，确定最大Mises应力、最大位移及位置。平面应变E=210GPa=0.33.2m2.5m3m3m二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建
27、模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）c) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判）d) 多方案计算比较（节点规模增减对精度的影响分析、单元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的影响分析等）e) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；（4）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目23 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 确定图示扳手的变形和Mises应力, E=210Gpa，=0.3, 假设厚度为10mm。二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限
28、元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）c) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、危险点应力状态，正确性分析评判）d) 多方案计算比较（节点规模增减、单元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的影响分析等）e) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；（4）简要说明各成员主要负责完成的工作。题目24 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容一无限长厚壁圆筒,如图1所示，内外壁分别承受压力p1=p2=100kg/cm2。受载前R1=10cm，R2=15cm，E=210Gpa，=0.3 。（a） 取横截面八分之一进行计算，支撑条件及网格划分如下
29、图所示。求圆筒内外半径的变化量及节点8处的支撑力大小及方向。（b） 取横截面八分之一进行计算，选择更细的网格划分进行计算，并求圆筒内外径变化量及（a）中节点8处的支撑力大小和方向。二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）c) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判），应力按照路径分别展示径向应力与环向应力变化规律；d) 多方案计算比较（节点规模增减对精度的影响分析、单元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的影响分析等
30、）e) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；题目25 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容如图4所示的空心圆球，R1=0.3m，R2=0.5m，受到P=100Mpa的内压作用，材料的弹性模量为，泊松比为0.3。求空心圆球的受力后的径向位移并分析计算精度，要求将计算结果与解析解进行比较，选择一个与解析解最接近的网格方案。空心圆球受内压作用后径向位移的解析解为：二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模，充分利用结构的对称性，利用轴对称单元进行精细建模，具体包括：单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、
31、载荷及边界条件处理、求解控制c) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判），具体给出径向位移与理论解的比较，径向应力、环向应力分别以应力云图和路径图展示；d) 多方案计算比较（节点规模增减对精度的影响分析、单元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的影响分析等）e) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；题目26 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容 如图所示支架，在上表面受到 2N/mm2均布载荷的作用，支架在两个孔表面处固定。材料弹性模量为200Gpa，泊松比为0.3，分析支架的受力情况。二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并
32、包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）c) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、危险点应力状态，正确性分析评判）d) 多方案计算比较（节点规模增减对精度的影响分析、单元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的影响分析等）e) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；题目27 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容如图所示阶梯圆轴,大小直径分别为d1=60mm,d2=40mm，若材料的许用应力，试按第四强度理论校核其强度.ABF2=1 kNF1=1.6kN0.3 m0.3 mM=640Nm
33、二、题目要求（1）利用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模：采用三种策略， 一种利用材料力学方法计算，一种是利用3D梁单元Ansys建模计算，一种是利用3D实体单元进行精细有限元建模。针对后两种方案，简述单元选择、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制；c) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、危险点应力状态，正确性分析评判）d) 三种方案计算比较，计算费用、精度等方面。e) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；题目28 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容如图所示钢结构,材料的参数为E=210GPa，它在
34、台面上受到顶部的均布载荷作用。基于有限元软件Ansys，求解该结构中的位移及受力情况。900mm1000mm1500mm支柱：I=210000mm4A=1600mm2板厚t=10mmE=210GPa=0.3q=5N/mm2二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）。此例可分别采用3D实体单元分析（设柱的横截面为正方形），也可以采用梁单元和壳单元分析。请使用这两种方案分别计算。c) 计算结果比较及分析（位移分析、应力分析、位移分析、正确性分析评
35、判）d) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；题目29 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容如图所示大坝，考虑为平面应变问题，基于有限元软件，求其在水压力和自重作用下的应力分布和变形情况。30m44m63m大坝水55m大坝：E= 20GPa=0.15=2500kg/m3二、题目要求（1）采用Ansys求解；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模（单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制）c) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判）d) 多方案计算比较（节点规模增减对精度的影响分析、单元改
36、变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的影响分析等）e) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；题目30 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容图示实心扭杆弹簧由半径为R1的内轴和外半径为R0的套筒所组成。内轴和套筒的内表面之间有非常小的间隙，材料剪切弹性模量G。求应力（正应力、剪应力、Mises应力）分布规律，A截面相对于固定端的扭转角。T二、题目要求（1）利用Ansys求解，自己设定具体尺寸和材料参数；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模：利用3D实体单元进行精细有限元建模, 简述单元选择、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求
37、解控制；c) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判）d) 利用材料力学方法求解，并将结果与有限元分析结果比较；e) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；题目31 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容如图所示杆（ED）、梁（ABCD）结构，系单位厚度，不计自重，受载如图所示，且。试分别利用弹性力学有限元方法和材料力学方法，分析梁的应力分布规律。c2cMCBDAEl二、题目要求（1）利用Ansys求解（对ABCD采用平面应力单元分析），自己设定具体尺寸和材料参数；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：a) 问题描述及数学建模；b) 有限元建模：利用2D实体单元
38、进行精细有限元建模, 简述单元选择、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制；c) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判）d) 利用材料力学方法求梁ABCD上的正应力分布规律，并将结果与有限元分析结果比较；e) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；题目32 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容如图所示的薄壁长圆柱筒，外径为R，壁厚，。筒中开有一半径为a的小圆孔，该筒的两端承受有扭矩Mz的作用，试求应力集中系数。（答案：4）MzMz二、题目要求（1）利用Ansys求解，自己设定具体尺寸和材料参数；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：(i) 问题描述及数学
39、建模；(ii) 有限元建模：利用3D实体单元进行精细有限元建模, 简述单元选择、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制；(iii) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判）(iv) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；题目33 选题者：(a) (b) (c) 一、 题目内容一等厚度旋转圆盘，其内半径为a，外半径为b，锒在半径为a+的刚性轴上。试求当旋转角速度为多大时，套合应力将减至零。E：弹性模量，为泊松比；g：重力加速度；为圆盘密度。理论解：二、题目要求（1）利用Ansys求解，自己设定具体尺寸和材料参数；（2）完成书面计算分析报告，并包括以下内容：(i) 问题描述及数学建模；(ii) 有限元建模：利用轴对称性，采用平面轴对称单元进行精细有限元建模, 简述单元选择、网格划分方案、载荷及边界条件处理、求解控制；(iii) 计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判）；(iv) 简述设计的流程；(v) 建议与体会（3）利用A4纸打印分析报告；题目34 选题者：(a) (b) (c)