工程中的有限元-必考点-北京科技大学.docx
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ANSYS考题
1.按照研究方法,分为:
连续介质单元,(三角形,四边形)——弹性力学
结构单元(四面体,五面体,六面体)——结构力学
2.连续介质单元是否有一维单元?
是!
——边界层单元
3.为什么商业软件中,节点是乱的?
因为这是软件自动优化的结果,以便于优化带宽或者波宽;
4.单元分析时如何编号?
从某一个角节点开始,按照逆时针进行编号!
5.形函数的性质有哪些?
a)Nixi,yj=δij=1,&i=j0,&i≠j
其中,Ni表示定义关于i节点的形函数,xjyj表示j节点的坐标
意思是关于i节点的形函数取本节点值时,形函数值为1,关于i节点的形函数取其他节点值时,形函数值为0。
b)在单元内任一点,位移的插值之和可以归一,否则不能反映单元刚体位移。
c)对于三节点三角形单元,形函数为线性插值函数。
6.有限元可不可以无模型就有网格?
可以。
7.ANSYS中什么叫P方法,什么叫h方法?
H方法:
指的是把网格加密使得单元特征尺寸变小,从而达到提高计算机计算进度的目的。
P方法:
网格不变,提高差值函数的阶数,以提高计算精度的方法。
8.做流固分析最好的软件是什么?
ANSYS
9.特征值计算不允许使用对称性,如做热场分析的时候千万不能用对称性,否则就成了绝热了。
10.有关单元分类:
一维单元:
线单元(结构单元,如:
杆单元,梁单元)、连续单元(接触线单元);
二维单元:
结构单元(壳单元)、连续单元(三单元、四单元。
注意没有五边形单元,只有三角形,四边形);
三维单元:
连续体单元(四面体-三棱锥、五面体-三棱柱、六面体)
2D:
四边形较好,3D:
六面体较好,四面体精度较差,但是传热学就无所谓了
11.当出现Copy命令的时候,注意事项:
1)如果实体已经被划分网格,则网格同时被复制;
2)如果新-旧网格具有共同边界,两网格之间并没有联系;
3)可以在组坐标中进行拷贝,但是只允许环向角度(DY)增量复制以及Z芳香(DZ)增量复制。
12.Reflect命令:
a)如果实体已经被划分网格,则经过镜像后,网格同时被复制。
b)如果新-旧网格具有共同边界,两网格之间并没有联系。
c)所有的方向均按激活坐标系,且必须是直角坐标系。
注意事项:
反射实体与单元后,先使用合并与压缩命令,将单元和节点的编号,按照重合位置,压缩重拍。
此时两个网格在共同面上,具有单一的节点编号,从而使得两个网格连接在一起。
简单的来说就是在Reflect命令后,要把网格进行消融。
13.平面应力:
指所有的应力都在一个平面内。
平面应变:
指所有的应变都在一个平面内。
14.连续介质(实体)单元是否只有二维、三维没有一维单元?
错!
ABAQUS扩展单元用于分析裂纹扩展。
15.为何商业软件中,节点是“乱的”?
实际上节点都不乱,而是商业软件的一种优化的结果。
其编号规则与求解器有关:
直接法:
稀疏带状求解法→优化带宽→一个单元内节点号差值min;
波阵求解法→优化波宽→绕节点单元号差值min.
16.对称边界:
结构单元中,垂直于界面位移为〇;热学中即为绝热。
17.有关装配:
把一个整体切开后,是为离散化,组装的时候只有在其公共节点初才可以。
离散后,平面中n个节点,只有2n个自由度。
从而形成内部约束,刚度↑、计算的位移↓。
18.压强、压力等在有限元运算中,是转换为“节点的向量”。
19.总刚度矩阵的性质:
a)对称性;
b)奇异性,需引入合适的位移约束;
c)稀疏(存在许多零元素);
d)非零元素呈带状分布;
e)主元恒正。
根据物理性质可得此性质,正常情况下,主元占优。
1.有限元中数据单位:
长度量纲,mmm;力量纲,NN;质量量纲,KgKg;应力量纲,PaMPa密度量纲,Kg/m3T/mm3
2.什么是低阶单元,什么是高阶单元?
只有铰接单元,有边中点单元。
3.曲线拉伸。
步骤!
!
!
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!
!
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4.旋转命令:
通过MOVE命令完成,但要在柱坐标下完成。
5.前处理中切换坐标系,对后处理并不影响,仍然是直角坐标系。
6.将坐标系转换为柱坐标时,拉伸的是扁形体;但不可对X方向(径向)偏移。
若已有网格,网格也会拉伸,但是效果不好,应该避免。
7.P52下,P77
8.C0连续性,m=1,要求m-1=0阶连续,即场函数自身连续,一般位移元得到的是位移的下限解。
9.轴对称中,所施加的力为总力。
10.有限元中分结构单元和连续单元,二者可以混合使用,如分析电风扇。
11.线单元:
12.C0连续:
本身连续+一阶导数连续。
13.四边形单元除了4、8节点,还能不能有567节点,——能!
14.拉格朗日等距插值法中,高阶的插值有可能出现负值。
尤其是在面力转换为节点力的时候有大用。
表现出来就是压应力下可能出现拉应力。
15.高阶单元在面上对面力进行分配的时候,不是算数平均数(即简单的平均数),表现在软件中就是会出现反向力的情况。
低阶单元进行分配时,是算数平均。
16.Hermite单元的特征:
节点自由度(基本未知量)既包含场函数基本函数,也包含场函数的导函数。
17.矩形单元——拉格朗日等距插值法;
三角形单元——自然面积坐标法。
18.三角形形函数:
1)采用自然面积坐标法。
2)针对某一节点的形函数,即为该节点面积的坐标值。
19.插值函数一般用多项式函数或3/5次样条函数,取多边形时,选Pascal三角形,由低阶到高阶选取。
尽量选完全多项式,不完全时尽量选对称项。
20.四单元八节点是拉格朗日等距插值法吗?
——不是。
因为拉格朗日每条横纵线的交点都是节点,因此应为4单元9节点。
21.在划分节点的时候:
1)不希望面内点,故不提倡拉格朗日用于高阶单元;
2)为了灵活性,允许四单元四节点在边界上取插补。
3)杆单元,对截面的形状不考虑,只考虑面积。
4)当COPY的NUMBEROFCOPIES是2时。
拷贝的是多少?
——共两个
5)梁单元从本质上说,只是一条线,因在有限元中并不能叠加。
6)氯气腐蚀用实体单元,震动用梁单元
7)如何表现梁
8)Plotctrls---style---size—displayofelements
9)现有有限元都是以位移为节点的基本未知量,位移的结果应该是最精确的结果。
其解值为基本解,
10)所有的商业软件都是在高斯点所取的应变值。
高斯点的精度,一定会比位移点的精度差,
11)应力=应变*?
?
矩阵,所以其精度和应变是一样的。
12)有限元分析的近似值,总是比精度值偏低,也就是所谓的下限解。
九章:
PPT直接从第三节开始讲的,前两节可以忽略、
位移一定是节点值,应力则是在高斯点计算。
一定要区别二者。
13)应力精度的改进:
角结点处最差,其次边中点,高斯积分点最好,应力在界面处跳跃。
商业软件中的四结点四单元为非协调单元,自制的则不然,因此精度较低。
有限元中的高斯点坐标是从查表中获得的。
低阶单元做平滑计算时有完美的公式,高阶单元则是利用低阶单元的公式,但边中点则需要二次计算。
非协调单元:
A.有内部位移。
B.完全二次式,完美单元C.一定是对低阶单元的改造,如平面4*4,空间6*8
关于三角形单元是否需要改进:
3*3不可用,3*6则是完美单元,因此不需要改进。
4*8不一定比4*4精度高,这是因为低阶单元有非协调单元。
热问题没有什么不行?
——热膨胀系数
切割后的物体之间是什么连接——粘接关系
Meshing→Clear→Areas时删除的是面上面的网格。
如果要删除图源则需要用Delete命令。
倒角是否通过LineFillet命令就完成了——错!
他只是创建了一个分界线,后续还应进行布尔粘/减。
一端固定,受力偶时的情况。
刚性延伸的方法:
A.长度多延伸40-50mm,多余的部分为刚体。
B.做1/4然后镜像,做完整的镜像时能够直接加载——不能!
要进行结点消融。
C.在端部加两个力偶,另一端约束。
3*6、4*8判断好坏,就是在创建多项式时,能否将其完全占满,及形成完全多项式。
4
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