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1、精选优质文档-倾情为你奉上内蒙古工业大学20102011学年第一学期计算机辅助工程试卷B (课程代码：M)试卷审核人： 考试时间：2010.12.30注意事项：1、本试卷适用于机08结课考试使用。 2、本试卷共5页，满分100分。答题时间120分钟。 3、本试卷为闭卷考试试卷。班级 姓名 学号 题号1234总分评分得分评卷人1. 根据要求填空（每空1分，共30分）1）有限元分析中涉及到的三大类方程：力的平衡方程、几何变形方程、材料的物理方程。2）虎克定律：= E 。3）形函数的和为 1 。4）在有限元建模中，可以使用几个参考系，对于一维单元，整体坐标X和局部坐标x的关系为 。5）向由梁(bea
2、m)、杆(spars)和弹簧(springs)构成的非连续性的模型添加的载荷类型为集中载荷。考虑惯性载荷就必须定义材料密度 (材料特性DENS)。6）ANSYS中常见对称类型包括： 轴对称 、 旋转对称 、平面 （或镜面）对称、重复或平移对称四种类型。7）在ANSYS坐标系中，总体直角坐标系的固定内部编号为 0，总体球坐标系的固定内部编号为 2 。8）ANSYS中，施加载荷可以有两种途径为： 在实体几何模型上施加载荷、在有限元模型上施加载荷。9）ANSYS壳单元中， Shell是 壳 单元用于薄面板或曲面模型。壳单元分析应用的基本原则是每块面板的主尺寸不低于其厚度的10倍。10）ANSYS线单
3、元中， Beam (梁)单元是用于杆，薄壁管件等模型，在设置实常数时需要的参数有： 面积 、 转动惯量 。11）面单元网格划分形状有 三角形 、 四边形 。12）ANSYS中常用单元的形状有： 点 、 线 、 面 、 体 。13）ANSYS中，集中力载荷包括力（Fx,Fy,Fz)和扭矩（Mx,My,Mz),只能施加到关键点和节点上，其方向由关键点关联节点的节点坐标系决定。14）两种实体建模思路为：自底向上的CAD实体建模；自顶向下的CAD实体建模。15）ANSYS中有一些重要的文件类型，如：二进制jobname.db为 数据库 文件；二进制jobname.rxx 或jobname.rst为 结
4、果 文件 。16）通用后处理器可以用图形来显示要读取的结果数据，我们常用的图形显示功能包括支反力图显示、 等值线显示 、 向量图显示 等。得分评卷人2. 简答题（共50分）1）简述如下布尔运算的各项内容的功能及应用。（8分）Add；SubtractIntersectDivide答案：Add：相加，结果是多个线、面或体之间合并成一个新的几何对象。（2分）Subtract：相减，结果是多个线、面或体之间相减生成一个新的几何对象。（2分）Intersect：求交，结果是求参加运算的几何对象的公共部分。（2分）Divide：切分，切分后原几何多项被分成多个更小的几何对象。（2分）2）2）在ANSYS前
5、处理模型创建模块中创建下图的方法有好多种，就其中的一种方法用文字描述，写出必要的步骤。（6分）说明：矩形（24），圆半径为1。答案：在ANSYS创建模型窗口中通过坐标（0,0）（4,2）先创建矩形面；（2分）然后通过半径r=1与圆心（0,0）创建圆面；（4分）运用布尔运算：先选择矩形面，单击OK，再选择圆面，单击OK就好了。（6分）3）用公式描述有限元问题的方法有几种，并列举出来。（6分） 答案： （1）直接公式法 （2分） （2）最小总势能公式法 （2分） （3）加权余数法（2分）4) 简要列出单载荷步求解的求解过程。（7分）答案：进入求解器；选择分析类型；设置分析类型选项；施加边界条件与载
6、荷； 设置载荷步选项；执行求解；退出求解器。5) ANSYS分析的基本流程是什么？（9分）答案：1. 前处理（General Preprocessor, PREP7）1） 单元选择2） 材料属性3） 几何模型4） 单元划分 （3.5分）2. 求解处理（Solution Processor, SOLU）1） 载荷条件2） 边界条件3） 求解 （3.5分）3. 后处理（General Postprocessor, POST1或Time Domain Postprocessor, POST26） （2分）6) 执行ANSYS分析的开始前的准备工作有哪些？（6分）答案：1、清空数据库并开始一个新的分析
7、。（1.5分）2、指定新的工作文件名。（1.5分）3、指定新标题。（1.5分）4、指定新的工作目录。（1.5分）7）简述网格划分主要包括哪几个步骤。（8分）答案：1、定义单元属性 (单元类型、实常数、材料属性)。（2分）2、设定网格尺寸控制 (控制网格密度). （2分）3、选择要划分网格的网格划分器类型，（2分）4、执行网格划分. （2分） 得分评卷人3. 实例应用题（共20分）1）如图所示一平面薄板，面积2m4m，左端全固定，在平面板右端承受一大小为1000N/m的均布力，方向水平向右。材料的弹性模量为2e11 Pa，泊松比为0.3. 采用如图所示的计算模型来进行有限元分析，单元类型选为Sh
8、ell，Elastic 4 node 63，计算整个梁结构的变形UX和等效应力（显示变形云图和等效应力云图）。（要求：写出详细的分析步骤及方法。）答：通过桌面图标启动ANSYS程序，并更改工作名称；（2分）选择单元类型为Shell，Elastic 4 node 63，定义实常数，定义薄板厚度；（4分）创建直线，通过坐标点(0,0)和(4,1)创建矩形面，然后通过半径r=0.25与圆心（2,0.5）创建圆面；（6分）运用布尔运算：先选择矩形面，单击OK，再选择圆面，单击OK；（8分）网格划分，先给所有面分配单元属性，并控制总体单元尺寸，用自由网格划分器进行网格划分；（10分）进入求解器，选择静力分析，并设置载荷选项卡；（12分）施加载荷，左端直线全部固定，右端直线施加均布力Pressure：-1000N；（14分）执行求解；（16分）进入通用后处理器，读入最后结果序列；（18分）通过菜单命令观察变形云图和等效应力云图。（20分）专心-专注-专业