有限元基础考试试题
一、名词解释
1、单元---任何连续体都可以假想的分割成有限个简单形状单元体的组合，将这
些简单形状的单元体称为单元
2、节点---把单元与单元之间设置的相互连接点称为节点
3、静力等效原则----对于刚体来说，所谓静力等效原则就是单元上原有的外力系
和将外力系向各节点移置所得的等效节点力，二者向同一点简化应具有相同的主矢和主矩；对于弹性体来说，所谓静力等效原则就是指单元上的外力系和将该力系向各节点移置后的等效节点力在单元上引起的变形能相等，在一定的位移模式下这种移置是唯一的。
4、虚功等效-----就一个单元来说，把作用在单元上的外力系移置到节点上后，
应当与原来的实际外力所作虚功等效。
5、等参元-----如果子单元的位移函数插值节点数与其位置坐标变换节点数相
等，其位移函数插值公式与位置坐标变换式都用相同的形函数与节点参数进行插值，则称其为等参元
6、超参数单元-----如果单元坐标变换所用的形函数的阶次高于位移模式所用的
形函数的阶次，即用于规定单元形状的节点数多于用于规定单元位移的节点数，这种单元就称为超参数单元。
7、低阶元-----把有线性位移函数的单元称为低阶元。
8、高阶元----把有非线性位移函数的单元称为高阶元。
二、填空
1、等效节点移植方法基于（虚功原理）和（力系等效）。
2、处理位移有（代入法）和（乘大数法）。
3、三角形单元是一阶单元，四边形单元是二阶单元，四面体单元是一阶单元，
六面体单元是二阶单元。
4、平面问题包括（平面应力）、（平面应变）和（轴对称）。
5、弹性问题解决方法有（位移法）和（应力法）。
三、简答
1、圣维南原理p9
答：如果把物体的一小部分边界的面力，变换为分布不同但静力等效的面力，那么近处的应力分布将有显著地改变，但是远处所受的影响可以不计。
2、系统能量极值原理p9
答：在所有满足内部连续条件和运动学边界条件的位移中，满足平衡方程的位移使系统的总势能取驻值。如果驻值是极小值，则平衡时稳定的。
3、整体刚度矩阵的特点p29
答：1）K是对称矩阵2）K中主对角元素总是正的3）K是稀疏矩阵，非零元素呈带状分布4）K是奇异矩阵，在排除刚体位移后，它是正定阵
4、整体刚度矩阵组装的基本步骤p27
答：1）将单元刚度矩阵中的每个子块放到整体刚度矩阵中的对应位置上，得到单元的扩大刚度矩阵。
2）将全部单元的扩大矩阵相加得到整体刚度矩阵。
5、平面应力的几何特征、应力和应变特征
6、形函数性质p15
答：1）形函数在各单元节点上的值，具有“本点是1、他点我零”的性质。
2）在单元内任意一点上，三个形函数之和等于1
3）三角形单元任意一条边上的形函数，仅与该边的两端点坐标有关。
7、提高计算精度的途径p53
答：1）网格布局合理2）网格细化3）改用高阶元
8、空间问题单元刚度矩阵的计算方法p76
答：1）显式积分2）数值积分3）简单的近似积分
9、平面问题单元刚度矩阵的计算流程p21
答：1）获取单元节点信息
2）计算单元面积及参数等
3)计算几何矩阵中各元素
4）根据问题类型计算弹性矩阵
5）计算应力转换矩阵
6）计算单元刚度矩阵
10、有限元法求解平面弹性力学步骤p32
答：1）力学模型的确定
2）结构进行离散化
3）计算等效节点载荷，形成整体载荷矩阵
4）计算单元刚度矩阵
5）组装整体刚度矩阵
6）处理约束，引入边界条件
7）求解线性方程组，得到节点位移和节点力
8）整理计算结果
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《电工》基础试题及答案 池 2014.6.3一、填空题。 1、在直流电路中电流和电压的 大小 和 方向 都不随时间变化。2、在交流电路中电流和电压的大小和方向都随时间做_周期性_________变化，这样的电流、电压分别称做交变电流、交变电压，统称为__交流电_____。 3、随 时间 按 正弦 规律变化交流电称为正弦交流电。 4、交流电的电流或电压在变化过程中的任一瞬间，都有确定的大小和方向，叫做交流电该时刻的 瞬时值 ，分别用小写字母 i u 表示。 5、在正弦交流电压的波形图坐标系中，横坐标表示 时间 ，纵坐标表示 电压瞬时值 。 6、在正弦电路中，用小写字母如i 、 u 等表示 瞬时 值，用大写字母如I 、U 等表示 有效 值 . 7、交流电在单位时间内(1秒)完成周期性变化的次数叫做__频率____ ；完成一次周期性变化所用的时间叫做__周期___ 。8、周期用字母__T___表示，单位是 __S___。t 9、频率用字母___f__表示，单位是 __Hz___。10、1MHz= 106 Hz ;1KHz= 103 Hz . 11、三相电源的三相绕组未端联接成一个公共端点叫做_中性点___用字母_N__表示，12、三相电源的三相绕组未端联接成一个公共端，从该点引出的导线叫做__中性线___，用颜色_黑色或白色___表示。13、三相电源的中线一般是接地的，所以中线又称__地___线。三相电源三相绕组的首端引出的三根导线叫做___相__线。14、三相四线制的_相电压____和___线电压 都是对称。15、三相四线制的线电压是相电压的_____倍，线电压的相位超前相应的相电压__π/6_316、对称三相电动势有效值相等， 频率 相同，各相之间的相位差为 2π/3 17、变压器是根据电磁感应原理制成的,它主要由_铁心和__绕组_组成.18、三相四线制中___相线与__相___线之间的电压是线电压。19、变压器的铁心构成电磁感应所需的___磁路,铁心常用薄的硅钢片相叠而成目的是为了减少__涡流____损耗.20、铁心是变压器的_磁_通道.铁心多用彼此绝缘的硅钢片叠成目的是为了减小_涡流__和磁带____.21、我国低压思念相四线制供电系统中U 线=380V, U 相=_220V.22、三相电路中的三相负载可分为_对称__三相负载和__不对称三相负载良种情况. 23、变压器 的主要额定值有额定容量、_初级额定电压、次级额定电压 24、一单相电动机的铭牌标明；电压220V ，电压3A ，功率因数0.8，这台电动机 的有功功率 为__660V ，视在功率为__825V 。 25、电动机是由_定子__和_转子_两个基本部分组成。 26、电动机的定子是由铁心、定子绕组、和_机座_组成。27、电动机的转子是由转轴和风叶_车子铁心_、转子绕组成部分28、照明电路的负载接法为_不对称_接法，必须要用_三相四线制 供电线路，中线绝不能省去。29、变压器与电源连接的绕组称为_原____绕组，与负载联接的绕组称为力_副_____绕组，30、变压器绕组间必须要有良好的__绝缘___，防止绕组 短路 。31、自然界中的电荷只有两种，即__正电荷___和__负电荷____。32、同种电荷互相__排斥___ ，异种电荷互相__吸引___ 。 33、电荷的多少叫 电荷量 ，用字母 表示。34、在国际单位制中，电荷量的单位名称是 库仑 ，用字母 C 表示。35、电力线是人为地画入电场中的一系列___从正电荷出发至顺电荷终止的曲线，任何两条电力线__都不会相交 。 36、电场强度是 矢 量，它既有 大小 又有方向。37、带电体在电场中受到电场力的作用而移动时，电场力对带电体做_做功__，这说明电场具有__能量_。 38、 电荷的___定向运动 叫电流，电流是表示带电粒子 定向运动的强弱 的物理量。39、电流的单位是 安 ，符号为 I 。40、1A= 106 mA ; 1mA= 1012 μA.41、_____被绝缘介质隔开的两个导体的总体叫做电容，组成电容的两个导体叫 极板，中间的绝缘物叫 电容器的介质42、电容的参数主要有 额定工作电压 和 标称容量和允许误差 43、1F= 106 1UF= 1012 PF 44、电容和电阻都是电路中的基本元件，但它们在电路中所起的作用却是不同的，从能量上看，电容是_储能____元件，电阻是__耗能____元件。45、利用__磁场____产生_电流_____的现象叫做电磁感应现象。 46、磁场的强弱可用磁力线表示 ,磁力线密的地方__磁场强____,疏的地方___磁场弱___. 47、物体具有吸引___铁镍钻_____等物质的性质叫磁性,具有___磁性____的物体叫磁体.48、任何磁体都有2个磁极,分别叫___南__极和____北___极49、磁体2个磁极各用字母__s_____和___N___表示,50、磁极间有相互作用力，同名磁极相互__排斥___,异名磁极相互__吸引____的性质. 51、在纯电阻交流电路中 电流 和 电压 同相。 52、在纯电阻交流电路中电压的电流的最大值、有效值和瞬时值都服从欧姆定律。 53、电感线圈具有通直流阻交流的性能。54、感抗表示 电感 对所通过的交流电所呈现的 阻碍 作用。55、XL 简称 感抗，XC 简称 容抗56、在线电感交流电路中电压UC 与电流的变化率△i/△t成正比，电压超前电流 π/2 。57、电容器具有直通交流 ，阻直流 的特性。58、在线电容电路中 电压 和 电流 是同频率的正弦量。59、Z 称为 阻抗 电表示 电阻和电感 串联电路对交流电的总阻碍作用。
有限元基础知识归纳
有限元知识点归纳 1.、有限元解的特点、原因？ 答：有限元解一般偏小，即位移解下限性 原因：单元原是连续体的一部分，具有无限多个自由度。在假定了单元的位移函数后，自由度限制为只有以节点位移表示的有限自由度，即位移函数对单元的变形进行了约束和限制，使单元的刚度较实际连续体加强了，因此，连续体的整体刚度随之增加，离散后的刚度较实际的刚度K为大，因此求得的位移近似解总体上将小于精确解。 2、形函数收敛准则（写出某种单元的形函数，并讨论收敛性）P49 (1)在节点i处N i=1,其它节点N i=0; (2)在单元之间，必须使由其定义的未知量连续； (3)应包含完全一次多项式； (4)应满足∑Ni=1 以上条件是使单元满足收敛条件所必须得。可以推证，由满足以上条件的形函数所建单元是完备协调的单元，所以一定是收敛的。 4、等参元的概念、特点、用时注意什么？（王勖成P131） 答：等参元—为了将局部坐标中几何形状规则的单元转换成总体（笛卡尔）坐标中的几何形状扭曲的单元，以满足对一般形状求解域进行离散化的需要，必须建立一个坐标变换。即： 为建立上述的变换，最方便的方法是将上式表示成插值函数的形式，即： 其中m是用以进行坐标变换的单元节点数，xi,yi,zi是这些结点在总体（笛卡尔）坐标内的坐标值，Ni’称为形状函数，实际上它也是局部坐标表示的插值函数。称前者为母单元，后者为子单元。 还可以看到坐标变换关系式和函数插值表示式：在形式上是相同的。如果坐标变换和函数插值采用相同的结点，并且采用相同的插值函数，即m=n，Ni’=Ni,则称这种变换为等参变换。 5、单元离散？P42 答：离散化既是将连续体用假想的线或面分割成有限个部分，各部分之间用有限个点相连。每个部分称为一个单元，连接点称为结点。对于平面问题，最简单、最常用的离散方式是将其分解成有限个三角形单元，单元之间在三角形顶点上相连。这种单元称为常应变三角形单元。常用的单元离散有三节点三角形单元、六节点三角形单元、四节点四边形单元、八节点四边形单元以及等参元。 6、数值积分，阶次选择的基本要求？ 答：通常是选用高斯积分 积分阶次的选择—采用数值积分代替精确积分时，积分阶数的选取应适当，因为它直接影响计算精度，计算工作量。选择时主要从两方面考虑。一是要保证积分的精度，不损失收敛性；二是要避免引起结构总刚度矩阵的奇异性，导致计算的失败。
《电工基础》期末考试试题及答案
《电工基础》期末考试试题及答案 一、填空题。 1、在直流电路中电流和电压的大小和方向都不随时间变化。 2、在交流电路中电流和电压的大小和方向都随时间做_周期性_________变化，这样的电流、电压分别称做交变电流、交变电压，统称为__交流电_____。 3、随时间按正弦规律变化交流电称为正弦交流电。 4、交流电的电流或电压在变化过程中的任一瞬间，都有确定的大小和方向，叫做交流电该时刻的瞬时值，分别用小写字母i u 表示。 5、在正弦交流电压的波形图坐标系中，横坐标表示时间，纵坐标表示电压瞬时值。 6、在正弦电路中，用小写字母如i 、u 等表示瞬时值，用大写字母如I、U 等表示有效值 . 7、交流电在单位时间内(1秒)完成周期性变化的次数叫做__频率____ ；完成一次周期性变化所用的时间叫做__周期___ 。 8、周期用字母__T___表示，单位是__S___。t 9、频率用字母___f__表示，单位是__Hz___。 10、1MHz= 106Hz ;1KHz= 103Hz . 11、三相电源的三相绕组未端联接成一个公共端点叫做_中性点___用字母_N__表示， 12、三相电源的三相绕组未端联接成一个公共端，从该点引出的导线叫做__中性线___，用颜色_黑色或白色___表示。 13、三相电源的中线一般是接地的，所以中线又称__地___线。三相电源三相绕组的首端引出的三根导线叫做___相__线。 14、三相四线制的_相电压____和___线电压都是对称。 15、三相四线制的线电压是相电压的__3___倍，线电压的相位超前相应的相电压__π/6_ 16、对称三相电动势有效值相等，频率相同，各相之间的相位差为2π/3 17、变压器是根据电磁感应原理制成的,它主要由_铁心和__绕组_组成. 18、三相四线制中___相线与__相___线之间的电压是线电压。 19、变压器的铁心构成电磁感应所需的___磁路,铁心常用薄的硅钢片相叠而成目的是为了减少__涡流____损耗.20、铁心是变压器的_磁_通道.铁心多用彼此绝缘的硅钢片叠成目的是为了减小_涡流__和磁带____. 21、我国低压思念相四线制供电系统中U线=380V, U相=_220V. 22、三相电路中的三相负载可分为_对称__三相负载和__不对称三相负载良种情况. 23、变压器的主要额定值有额定容量、_初级额定电压、次级额定电压 24、一单相电动机的铭牌标明；电压220V，电压3A，功率因数0.8，这台电动机的有功功率为__660V，视在功率为__825V。 25、电动机是由_定子__和_转子_两个基本部分组成。 26、电动机的定子是由铁心、定子绕组、和_机座_组成。 27、电动机的转子是由转轴和风叶_车子铁心_、转子绕组成部分 28、照明电路的负载接法为_不对称_接法，必须要用_三相四线制供电线路，中线绝不能省去。 29、变压器与电源连接的绕组称为_原____绕组，与负载联接的绕组称为力_副_____绕组， 30、变压器绕组间必须要有良好的__绝缘___，防止绕组短路。 31、自然界中的电荷只有两种，即__正电荷___和__负电荷____。 32、同种电荷互相__排斥___ ，异种电荷互相__吸引___ 。 33、电荷的多少叫电荷量，用字母表示。 34、在国际单位制中，电荷量的单位名称是库仑，用字母 C 表示。 35、电力线是人为地画入电场中的一系列___从正电荷出发至顺电荷终止的曲线，任何两条电力线__都不会相交。 36、电场强度是矢量，它既有大小又有方向。 37、带电体在电场中受到电场力的作用而移动时，电场力对带电体做_做功__，这说明电场具有__能量_。 38、电荷的___定向运动叫电流，电流是表示带电粒子定向运动的强弱的物理量。 39、电流的单位是安，符号为I 。
有限元知识点汇总
有限元知识点汇总 第一章 1、何为有限元法？其基本思想是什么？ 》有限元法是一种基于变分法而发展起来的求解微分方程的数值计算方法。 》基本思想：化整为零，化零为整 2、为什么说有限元法是近似的方法，体现在哪里？ 》有限元法的基本思想是几何离散和分片插值； 》用离散单元的组合来逼近原始结构，体现了几何上的近似；用近似函数逼近未知量在单元内的真实解，体现了数学上的近似；利用与问题的等效的变分原理建立有限元基本方程，又体现了明确的物理背景。 3、单元、节点的概念？ 》单元：把参数单元划分成网格，这些网格就称为单元。 》节点：网格间相互连接的点称为节点。 4、有限元法分析过程可归纳为几个步骤？ 》3大步骤；——结构离散化；——单元分析；——整体分析。 5、有限元方法分几种？本课程讲授的是哪一种？ 》有限元方法分3种；——位移法、力法、混合法。 》本课程讲授的：位移法 6、弹性力学的基本变量是什么？何为几何方程、物理方程及虚功方程？弹性矩阵的特点？》弹性力学的基本变量是——{外力、应力、应变、位移} 》几何方程——{描述弹性体应变分量与位移分量之间关系的方程} 》物理方程——{描述应力分量与应变分量之间的关系} 》虚功方程——{描述内力和外力的关系的方程} 》弹性矩阵特点——{ } 7、何为平面应力问题和平面应变问题？ 》平面应力问题——{满足（1）几何条件——所研究的是一根很薄的等厚度薄板，即一个方向上的几何尺寸远远小于其余两个面上的几何尺寸;（2）载荷条件——作用于薄板上的载荷平行于板平面且沿厚度方向均匀分布，而在两板面上无外力作用} 》平面应变问题——{满足（1）几何条件——所研究的是长柱体，即长度方向的尺寸远远大于横截面的尺寸，且横截面沿长度方向不变；（2）载荷条件——作用于长柱体结构上的载荷平行于横截面且沿纵向方向均匀分布，两端面不受力} 第二章 7、形函数的特点？ 》1形函数Ni再节点i处等于1，在其他节点上的值等于0，对于Nj、Nm也有同样的性质。》2在单元内任一点的各形函数之和等于1，即Ni+Nj+Nm=1 8、单元刚度矩阵的性质？ 》1 K^e中每个元素都有明确的物理意义，每个元素都是一个刚度系数，他是单位节点位移分量所引起的节点力分量 》2 k^e是对称矩阵，具有对称性。 》3 K^e的每一行或每一列元素之和为零，是奇异矩阵
《电工基础》期末试题及答案
《电工基础》期 末 试卷 一、填空题（共 30分，每空格1 分） 1、目前我国低压三相四线制供电线路供给用户的线电压是 V ，相电压是 V ，频率 。 2、已知交流电压u=100Sin(314t-45o)V ，则该交流电压的最大值m U = ，有效值U = ， 频率f = ，角频率ω= ，周期T = ，当0.01t s =时，交流电压的瞬时值u = ，初相位0?= 。 3、 图1所示波形，已知f=50HZ ，则电流的解析式 为 。 图1 4、一个电感为100mH ，电阻可不计的线圈接在“220V ，50Hz ”的交流电上，线圈的感抗是 ，线圈中的电流瞬时值表达式是 ，无功功率Q L = 。(设电压初相为0) 5、如图2所示电路中，V 1和V 的读数分别为3V 、5V ，当V 2的读数为4V 时，方框中的元件为 ； 当V 2的读数为8V 时，方框中的元件为 ；当V 2的读数为2V 时，方框中的元件为 。 6、对于感性负载电路而言，从供用电角度考虑，要提高电 网的功率因数，也就是要提高负 载功率因素，就可使发电变电设备容量得到充分利用，并节约电能；提高功率因数常用的 方法是 ，功率因数最大等于 7、如果对称三相交流电路的U 相电压,)30314sin(311V t u U ?+=那么其余两相电 压分别为：V u 、=W u 。 8、在电源不变的情况下，同一个对称三相负载接成三角形和接成星形的三相电路作比较， 有=L △I YL I ,△P = Y P 。 9、三相照明电路负载必须采用 接法，中线的作用是 。 10、某对称三相负载，每相负载的额定电压为220 V ，当三相电源的线电压为380 V 时，负 载应作 连接；当三相电源的线电压为220 V 时，负载应作 连接。 11、为防止发生触电时间，应注意开关一定要接在 上，此外电气设备还常 用 和 两种防护措施。 二、选择题（（共15分，每空格1分）） 1、若电路中某元件两端的电压u =36sin(314t-180o)V ，电流i =4sin(314t+180o)A ，则该元件是 （ ） A ．电阻 B ．电感 C ．电容 D ．无法判断 2、在纯电容电路中，电压有效值不变，增加电源频率时，电路中电流（ ） A 、增大 B 、减小 C 、不变 D 、不能确定 3、如图3所示，给出了电压和电流的相量图，从相量图可知（ ） A 、有效值U ＞I B 、电流电压的相位差为15° C 、电流超前电压75° D 、电压的初相为30° 4、若电容元件两端的电压u=10sin(314t+45°)V ，电流 i=5sin(314t+135°)A ，则该元件容抗为（ ）Ω。 A 、1 B 、2 C 、5 D 、10 5、在RLC 串联正弦交流电路中，已知R ＝20X L ＝40Xc ＝80 ( ) A 、电阻性 B 、电感性 C 、电容性 D 、中性 6、如图4，电路元件参数为（ ）种情况下会发生串联谐 振现象。 A 、R=4Ω，X L =2Ω，Xc=1Ω B 、R=4Ω，X L =2Ω，Xc=0 C 、R=4Ω，X L =2Ω，Xc=3Ω D 、R=4Ω，X L =3Ω，Xc=3Ω 班班级： 姓名： 题号 一 二 三 四 总分 得分
电工基础期末试题及答案
电工基础期末考试试卷 一、填空题（每题2分） 1、当负载被短路时，负载上电压为_______ ,电流为_______ ,功率为________ 。答案：0 ; 0 ; 0 2、对电流的_______ 叫电阻。电阻大，说明导体导电能力_______ ，电阻小，说明导体导电能力________ < 答案：阻碍作用；弱 3、串联电路中的_______ 处处相等，总电压等于各电阻上_________ 之和。答案：直流；电压 4、在任一瞬时，通过任意闭合面的电流的代数和恒等于____________ 。答案：0 5、电路主要由_______ 、_______ 、________ 三部分组成。答案：电源；开关；负载 6、已知R i>R2，在它们的串联电路中R比R2取得的功率 ____________ ，在它们的并联电路中R i比R2取得的 功率_______ 。 答案：大；小____ ________ 7、如图电路，已知R仁3, R2=6,则等效电阻R _________。答案：2 0---------- ——]_______ ______ &电阻上的电流与它两端的电压之是常数，这种电阻称为________________ 电阻。答案2线性 9、已知R i 6 , R2 3 ,R3 2 ，把它们串联起来后的总电阻R _______ 。答案：110 10、在并联电路中，等效电阻的倒数等于各电阻倒数_________ 。并联的的电阻越多，等效电阻值 越_________ 。 答案：之和；小 11、理想电压源的内阻为 _______ ，理想电流源的内阻为_____________ 。答案：0 12、并联电路电流分配原则是：每个电阻上分配的电流的大小，与其_________ 成 ________ 比。电阻； 反 13、已知一个l s=2A,R°=20的电流源，等效成一个电压源，贝U E _________ ,2= __________ 。4V ；2 14、电路的三种工作状态是________ 、短路__________ 。答案：通路；开路 15、电流所做得功，简称 ____________ （即电能），单位为 _______ ，用字母W表示，电能的另一个常用 单位是千瓦时，用符号kW- H,即通常所说的一度电，它和焦耳的换算关系为1kW- H= J 答案：电 功；瓦特；3.6 x 106 16、并联电容器的等效电容量总是_________ 其中任一电容器的电容量。并联电容器越多，总的等效电容量________ 。答案：大于；越大 17、某直流电源开路时的端电压为12V,短路电流为3A,则外接一只阻值为6 0的电阻时，回路电流为______________________ 。答案：1.2A 18、额定值为“220V 40W的白炽灯，灯丝热态电阻的阻值为_______ 。如果把它接到110V 的电源上，实际消耗的功率为________ 。答案：12100；10W 19、标有“ 250V, 0.5卩F”电容器能在电压不大于____ 的正弦交流中正常工作。答案：177V 20、电位和电压是两个不同的概念。电路中的电位值是的，与参考点的选择有关；但两点间的电位差（电压）是___________ 的，与参考点的选择无关。答案：相对；绝对21、两根同种材料的电阻丝，长度之比为1：5,横截面积之比为2：3,则它们的电阻之 比为________ 。 答案：3:10 22、.三相负载的接法中，_________ 接法线电流等于相电流，__________ 接法线电压等于
ANSYS 有限元分析基本流程
第一章实体建模 第一节基本知识 建模在ANSYS系统中包括广义与狭义两层含义，广义模型包括实体模型和在载荷与边界条件下的有限元模型，狭义则仅仅指建立的实体模型与有限元模型。建模的最终目的是获得正确的有限元网格模型，保证网格具有合理的单元形状，单元大小密度分布合理，以便施加边界条件和载荷，保证变形后仍具有合理的单元形状，场量分布描述清晰等。 一、实体造型简介 1．建立实体模型的两种途径 ①利用ANSYS自带的实体建模功能创建实体建模： ②利用ANSYS与其他软件接口导入其他二维或三维软件所建立的实体模型。 2．实体建模的三种方式 (1)自底向上的实体建模 由建立最低图元对象的点到最高图元对象的体，即先定义实体各顶点的关键点，再通过关键点连成线，然后由线组合成面，最后由面组合成体。 (2)自顶向下的实体建模 直接建立最高图元对象，其对应的较低图元面、线和关键点同时被创建。 (3)混合法自底向上和自顶向下的实体建模 可根据个人习惯采用混合法建模，但应该考虑要获得什么样的有限元模型，即在网格划分时采用自由网格划分或映射网格划分。自由网格划分时，实体模型的建立比较1e单，只要所有的面或体能接合成一体就可以：映射网格划分时，平面结构一定要四边形或三边形的面相接而成。 二、ANSYS的坐标系 ANSYS为用户提供了以下几种坐标系，每种都有其特定的用途。 ①全局坐标系与局部坐标系：用于定位几何对象(如节点、关键点等)的空间位置。 ②显示坐标系：定义了列出或显示几何对象的系统。 ③节点坐标系：定义每个节点的自由度方向和节点结果数据的方向。 ④单元坐标系：确定材料特性主轴和单元结果数据的方向。 1．全局坐标系 全局坐标系和局部坐标系是用来定位几何体。在默认状态下，建模操作时使用的坐标系是全局坐标系即笛卡尔坐标系。总体坐标系是一个绝对的参考系。ANSYS提供了4种全局坐标系：笛卡尔坐标系、柱坐标系、球坐标系、Y-柱坐标系。4种全局坐标系有相同的原点，且遵循右手定则，它们的坐标系识别号分别为：0是笛卡尔坐标系(cartesian)，1是柱坐标系 (Cyliadrical)，2是球坐标系(Spherical)，5是Y-柱坐标系(Y-aylindrical)，如图2-1所示。
《电工基础》期末试题及答案
载功率因素，就可使发电变电设备容量得到充分利用，并节约电能；提高功率因数常用的 方法是 __________________________________ ，功率因数最大等于 ______________ < 《电工基础》期 末 试卷 班班级: i 题号 -一一 -二二 -三 四 总分 得分 V ，相电压是 V , 1、 目前我国低压三相四线制供电线路供给用户的线电压是 频率 _________ 。 2、 已知交流电压 u=100Sin （314t-45 o ）V ，则该交流电压的最大值 U m 频率f ________ ，角频率 _____________ ，周期T ________ ，当t 0.01s 时，交流电压的瞬时 值u ，角频率 ，初相位 ° 3 、 姓名: 为 4、一个电感为100mH 电阻可不计的线圈接在 线圈中的电流瞬时值表达式是 _____________ 初相为0） ,有效值U 7 、如果对称三相交流电路的 U 相电压U u 311 sin （ 314 t 30 ）V ,那么其余两相电 压分别为：U V ____________________ 、u W ______________________________ c 8 、在电源不变的情况下，同一个对称三相负载接成三角形和接成星形的三相电路作比较， 有 II. _____________ I YL ,巳= __________ P Y 。 9 、三相照明电路负载必须采用 _____________ 接法，中线的作用是 ________________________ 。 10 、某对称三相负载，每相负载的额定电压为 220 V ，当三相电源的线电压为 380 V 时，负 载应作 ____________ 连接；当三相电源的线电压为 220 V 时，负载应作 __________ 连接。 11 、为防止发生触电时间，应注意开关一定要接在 ____________________ 上，此外电气设备还常 用 和 两种防护措施。 二、选择题（（共15分，每空格1分）） 1 、若电路中某元件两端的电压 u =36sin （314t-180 o ）V ，电流i =4sin （314t+180 o ）A ，则该元 图1所示波形，已知f=50HZ ，则电流的解析式 件是 A .电阻 B .电感 C .电容 （ ） D ?无法判断 !学号: I “220V, 50Hz”的交流电上，线圈的感抗是 ___________ ， ___________ ，无功功率 Q L =____________ 。（设电压 5、如图2所示电路中，V i 和V 的读数分别为3V 、5V ，当V 2的读数为4V 时，方框中的元件为 当V 2的读数为8V 时，方框中的元件为 2V 时，方框中的元件为 ;当V 2的读数为 6 、对于感性负载电路而言，从供用电角度考虑，要提高电 网的功率因数，也就是要提高负 A 、增大 B 、减小 C 、不变 D 、不能确定 3 、如图3所示，给出了电压和电流的相量图， 从相量图可知（） A 、有效值U> 1 B 、电流电压的相位差为15° C 、电流超前电压75° D 、电压的初相为 30 ° X --------------------------------- ■ 7 4、若电容兀件两端的电压 u=10si n( 314t+45 ° ）V ，电流 图3 i=5sin(314t+135 ° )A 则该元件容抗为（ )Qo 2 、在纯电容电路中，电压有效值不变，增加电源频率时，电路中电流（ ） A 、1 B 、2 C 、5 D 、10 A 、电阻性 B 、电感性 C 、电容性 D 6、如图4, 电路兀件参数为（ ）种情况下会发生串联谐 振现象。 A 、 R=4Q ， X L =2Q ， Xc=1 Q B 、 R=4Q ， X L =2Q ， Xc=0 C 、R=4Q ， X L =2Q ， Xc=3Q D 、R=4Q ， X L =3Q ， Xc=3Q 5 、在RLC 串联正弦交流电路中，已知 R = 20 ，X L = 40 Xc = 80 ，则该电路呈 （） 、中性
有限元--命令流与部分基础知识
一、命令流 举例： 有一长为 100mm 的矩形截面梁，截面为 10X1mm ，与一规格为 20mmX7mmX10mm 的实体连接， 约束实体的端面， 在梁端施加大小为 3N 的 y 方向的压力， 梁与实体都为一材 料，弹性模量为 30Gpa ，泊松比为 0.3 。本例主要讲解梁与实体连接处如何利用耦合及约束 方程进行处理。 命令流如下： FINI /CLE LSEL,S,LOC,X,21,130 ! 选择梁线 LATT,1,2,2 ! 指定梁的单元属性 LESIZE,ALL,,,10 !指定梁上的单元份数 LMESH,ALL !划分梁单元 VSEL,ALL !选择所有实体 VATT,1,1,1 ! 设置实体的单元属性 ESIZE,1 !指定实体单元尺寸 MSHAPE,0,2D ! 设置实体单元为 2D MSHKEY,1 !设置为映射网格划分方法 VMESH,ALL ! 划分实体单元 ALLS !全选 FINI !退出前处理 /FILNAME,BEAM_AND_SOLID_ELEMENTS_CONNECTION ! 定义工作文件名 /TITLE,COUPLE_AND_CONSTRAINT_EQUATION ! 定义工作名 /PREP7 ET,1,SOLID95 ET,2,BEAM4 MP,EX,1,3E4 MP,PRXY,1,0.3 R,1 R,2,10.0,10/12.0,1000/12.0,10.0,1.0 BLC4,,,20,7,10 WPOFFS,0,3.5 WPROTA,0,90 VSBW,ALL WPOFFS,0,5 WPROTA,0,90 VSBW,ALL WPCSYS,-1 K,100,20,3.5,5 K,101,120,3.5,5 L,100,101 !进入前处理 !定义实体单元类型为 SOLID95 ! 定义梁单元类型为 BEAM4 !定义材料的弹性模量 !定义泊松比 !定义实体单元实常数 !定义梁单元实常数 !创建矩形块为实体模型 !将工作平面向 Y 方向移动 3.5 !将工作平面绕 X 轴旋转 !将实体沿工作平面剖开 !将工作平面向 Y 方向移动 !将工作平面绕 X 轴旋转 !将实体沿工作平面剖开 90 度 5 90 度 !将工作平面设为与总体笛卡儿坐标一致 !创建关键点 !创建关键点 !连接关键点生成梁的线实体
Matlab有限元分析操作基础共11页
Matlab有限元分析20140226 为了用Matlab进行有限元分析，首先要学会Matlab基本操作，还要学会使用Matlab进行有限元分析的基本操作。 1. 复习：上节课分析了弹簧系统 x 推导了系统刚度矩阵
2. Matlab有限元分析的基本操作 （1）单元划分（选择何种单元，分成多少个单元，标号）（2）构造单元刚度矩阵（列出…） （3）组装系统刚度矩阵（集成整体刚度矩阵） （4）引入边界条件（消除冗余方程） （5）解方程 （6）后处理（扩展计算）
3. Matlab有限元分析实战【实例1】
分析： 步骤一：单元划分
>>k1=SpringElementStiffness(100)
a) 分析SpringAssemble库函数 function y = SpringAssemble(K,k,i,j) % This function assembles the element stiffness % matrix k of the spring with nodes i and j into the % global stiffness matrix K. % function returns the global stiffness matrix K % after the element stiffness matrix k is assembled. K(i,i) = K(i,i) + k(1,1); K(i,j) = K(i,j) + k(1,2); K(j,i) = K(j,i) + k(2,1); K(j,j) = K(j,j) + k(2,2); y = K; b) K是多大矩阵？ 今天的系统刚度矩阵是什么？ 因为 11 22 1212 k k k k k k k k - ?? ?? - ????--+ ?? 所以 1000100 0200200 100200300 - ?? ?? - ????-- ??？
有限元分析基本理论问答 基础理论知识
1. 诉述有限元法的定义 答：有限元法是近似求解一般连续场问题的数值方法 2. 有限元法的基本思想是什么 答：首先，将表示结构的连续离散为若干个子域，单元之间通过其边界上的节点连接成组合体。其次，用每个单元内所假设的近似函数分片地表示求解域内待求的未知厂变量。 3. 有限元法的分类和基本步骤有哪些 答：分类：位移法、力法、混合法；步骤：结构的离散化，单元分析，单元集成，引入约束条件，求解线性方程组，得出节点位移。 4. 有限元法有哪些优缺点 答：优点：有限元法可以模拟各种几何形状复杂的结构，得出其近似解；通过计算机程序，可以广泛地应用于各种场合；可以从其他CAD软件中导入建好的模型；数学处理比较方便，对复杂形状的结构也能适用；有限元法和优化设计方法相结合，以便发挥各自的优点。 缺点：有限元计算，尤其是复杂问题的分析计算，所耗费的计算时间、内存和磁盘空间等计算资源是相当惊人的。对无限求解域问题没有较好的处理办法。尽管现有的有限元软件多数使用了网络自适应技术，但在具体应用时，采用什么类型的单元、多大的网络密度等都要完全依赖适用者的经验。 5. ?梁单元和平面钢架结构单元的自由度由什么确定 答：每个节点上有几个节点位移分量，就称每个节点有几个自由度 6. ?简述单元刚度矩阵的性质和矩阵元素的物理意义 答：单元刚度矩阵是描述单元节点力和节点位移之间关系的矩阵 单元刚度矩阵中元素aml的物理意义为单元第L个节点位移分量等于1，其他节点位移分量等于0时，对应的第m个节点力分量。 7. 有限元法基本方程中的每一项的意义是什么 答：整个结构的节点载荷列阵（外载荷、约束力），整个结构的节点位移列阵，结构的整体刚度矩阵，又称总刚度矩阵。 8. 位移边界条件和载荷边界条件的意义是什么 答：由于刚度矩阵的线性相关性不能得到解，从而引入边界条件。 9. ?简述整体刚度矩阵的性质和特点 答：对称性；奇异性；稀疏性；对角线上的元素恒为正。 11. 简述整体坐标的概念 答：单元刚度矩阵的坐标变换式把平面刚架的所有单元在局部坐标系X’Y’Z’下的单元刚度矩阵变换到一个统一的坐标系xOy下，这个统一的坐标系xOy称为整体坐标系。 13. 简述平面钢架问题有限元法的基本过程 答：力学模型的确定，结构的离散化，计算载荷的等效节点力，计算各单元的刚度矩阵，组集整体刚度矩阵，施加边界约束条件，求解降价的有限元基本方程，求解单元应力，计算结果的输出。 14. 弹性力学的基本假设是什么。 答：连续性假定，弹性假定，均匀性和各向同性假定，小变形假定，无初应力假定。 15.弹性力学和材料力学相比，其研究方法和对象有什么不同。 答：研究对象：材料力学主要研究杆件，如柱体、梁和轴，在拉压、剪切、弯曲和扭转等作用下的应力、形变和位移。弹性力学研究各种形状的弹性体，除杆件外，还研究平面体、空间体，板和壳等。因此，弹性力学的研究对象要广泛得多。研究方法：弹性力学和材料力学
结构分析及有限元分析基础知识
第一章结构分析及有限元分析基础知识 注：摘自《NX知识工程应用技术——CAD/CAE篇》 洪如瑾编译 清华大学出版社 [目标] 本章将简述结构分析及有限元分析的基础知识，为学习与应用结构分析做好准备，包括： ※ 结构与结构分析定义 ※ 结构的线性静态分析 ※ 材料行为与故障 ※ 有限元分析的基本概念 ※ 有限元模型 1.1结构分析基础知识 1.1.1结构基本概念 1.结构定义 结构可以定义为一个正承受作用的载荷处于平衡中的系统。平衡条件意味着结构是不移动的。一个自由的支架不是一个结构，它未被连接到任一物体上并无载荷作用与它。仅当它附着到外部世界，并且有作用力、压力或力矩时，支架成为一个结构。 例如横跨江面的大桥就是一个普通的结构，一个支架通过它的支撑连接到地面上，桥的重量是在结构上的一种载荷（力）。当汽车通过桥时，附加的力作用于桥的不同位置。 一个好的结构必须满足以下标准： （1） 当预期的载荷作用时，结构必须不出现故障。这个似乎是显而易见的，并意味着结构必须是“强度足够的”。故障意味着结构破裂、分离、弯曲，以及支撑作用载荷失败。 注意：考虑到意外的载荷，通常在设计中提供安全余量。余量常常利用安全因素来描述。例如，如果在结构上期待载荷是10 000磅，规定安全因素是2.0，则结构将设计成能经受住20 000磅载荷。 （2） 当载荷作用时，结构必须不产生过分变形。这意味着结构必须“刚度足够”。 变形可接受的极限（弯曲度、挠度、拉伸等）取决于特定情况。例如，在通常住宅中的地板由足够的吊带支撑，以防止当人在地板岸上行走时有“柔软”的感觉。 （3） 在它的服务生命周期，结构的行为应不会恶化。这意味着结构必须“足够耐用”，必须考虑环境影响和“磨损与破裂”。如果一座桥假定维持50年，则桥的设计必须提供整个50年寿命的结构完整性与充分的安全余量。2.结构分析 结构分析是用于决定一个结构是否将正确完成任务的工程分析过程。结构将在某些方式中进行模拟和求解描述它的行为的数学方程。分析可以人工方法或用计算机方法来完成。 结构分析的结果（答案）用于评估性能，摘要如下： （1）“强度足够吗？”：应力必须是在一可接受的范围内。 （2）“刚度足够吗？”：位移必须是在一可接受的范围内。 （3）“耐用度足够？”：对一个长的疲劳周期应力必须足够低。
电工基础期末测试题A卷及答案(7)
6、线圈中只要有磁场存在，就必定会产生电磁感应现象 C.与穿过这一闭合电路的磁通变化量成正比 （） D.与穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比 7、自感电动势的大小与线圈本身的电流变化率成正比。（ ） 8当结构一定时，铁心线圈的电感是一个常数。（ ） 二、选择题（每题3分） 1、某电路有3个节点和7条支路，采用支路电流法求解各支路电流时应列出电流方 程和电压方程的个数分别为（）。 A.3、4 B. 3 、7 C.2、5 D. 2 、6 2、电路如图3-23所示，二端网络等效电路参数为（）。A.8V、7.33 Q B. 12V 、10Q C.10V、2Q D. 6V、7Q 三、填空题（每空2分） 1、由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路称为_______ ;三条或三条以上支 路会聚的点称为_______ ;任一闭合路径称为__________ 。 2、两个电容器，3= 20卩F,耐压100V; C2=30y F,耐压100V，串联后接在160V 电源上，C1和C2两端电压分别为 ___ V，_____ V,等效电容为 _____ 卩F o 3、一个具有b条支路，n个节点（b> n）的复杂电路，用支路电流法求解时，需列出 ____ 个方程式来联立求解，其中__ 个为节点电流方程式，—个为回 路电压方程式。 4、某一线性网络，其二端开路时，测得这二端的电压为10V;这二端短接时，通过短路线上的电流是2A，则该网路等效电路的参数为 ______ Q、_______ V若在该网络二端接上5Q电阻时，电阻中的电流为_______ A 5、如果在磁场中每一点的磁感应强度大小______ ，方向_______ ，这种磁场称为匀强磁场。在匀强磁场中，磁感线是一组 __________________________________ 。 3、如5-22所示，直线电流 与通电矩形线圈同在纸面内，线框所受磁场力的方向为（）。 A.垂直向上 B.垂直向下 C. 水平向左 D.水平向右 4、电路如图3-19所示，匸（）A o A.-3 B.3 C.5 D.-5 6、荧光灯电路主要由_________ 、_______ 、________ 组成。镇流器的作用是：荧光灯正常发光时，起作用；荧光灯点亮时，产生。 四、简答题（5分） 在下列各情况下，空气平行板电容器的电容、两极板间电压、电容器的带电量各有什 么变化？ 2014----2015学年度上学期1408、1409班电工基础期末测共试题识（I 、 是非题（每题2分） 1、基尔霍夫电流定律仅适用于电路中的节点，与元件的性质有 关。 2、基尔霍夫电压定律只与元件的相互连接方式有关，而与元件的性质无关。 3、叠加定理不仅能叠加线性电路中的电压和电流，也能对功率进行叠 加。 4、两根靠得很近的平行直导线，若通以相同方向的电流，贝他们相互吸引 5、磁感应强度是矢量，但磁场强度是标量，这是两者之间的根本区 别。 A卷判定通电导线或通电线圈产生磁场的方向用（）。 A.右手定则 B. 右手螺旋法则 C.左手定则 D. 楞次定律 6、平行板电容器在极板面积和介质一定时，如果缩小两极板之间的距离，则电容 量将（） A.增大 B. 减小 7、某电容器两端的电压为 10V 时，则（）。 A.电荷量保持不变 B. 量减小 法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小（ A. 与穿过这一闭合电路的磁通变化率成正比 B. 与穿过这一闭合电路的磁通成正比 通电导线或总分:线圈产生磁场的方向用 （ C. 不变 D.不能确定 40V时，它所带的电荷量是0.2C，若它两端的电压降到 电容量保持不变 C.电荷量减少一半 D. 电荷 越努力越幸运
13.电工基础期末试卷
《电工基础》期末试卷三 班级姓名学号得分 一、填空题 （2X10=20分） 1、电力系统中一般以大地为参考点，参考点的电位为（）电位。 2、欧姆定律一般可分为（）的欧姆定律和（）的欧姆定律。 3、部分电路的欧姆定律是用来说明电路中（）三个物理量之间关系的定律。 4、全电路欧姆定律，说明了回路中电流Ⅰ与电源电动势的代数和成（）比，而与回路中的（）及（）之和成反比。 5、导体电阻的单位是（），简称（），用符号（）表示，而电阻率则用符号（）表示。 ，则电源的端电压U=( )。 6、已知电源电动势为E，电源的内阻压降为U 7、有一照明线路，电源端电压为２２０伏，负载电流为１００安，线路的总阻抗为０．２欧姆，那么负载端电压为（）伏。 8、串联电路中的（）处处相等，总电压等于各电阻上（）之和。 9、一只２２０伏１５瓦的灯泡与一只２２０伏１００瓦的灯泡串联后，接到２２０伏电源上，则（）瓦灯泡较亮，而（）瓦灯泡较暗。 10、１度电就是１千瓦的功率做功１小时所消耗的电量，所以它的单位又叫（ ）。 二、判断题（1X10=10分） 1、电路中电流的方向是电子运动的方向。 2、几个不等值的电阻串联，每个电阻中通过的电流也不相等。 3、两个电阻相等的电阻并联，其等效电阻（即总电阻）比其中任何一个电阻的阻值都大。
4、并联电路的电压与某支路的电阻值成正比，所以说并联电路中各支路的电流相等。 5、导体在磁场中做切割磁力线运动时，导体内就会产生感应电动势。 6、判断导体内的感应电动势的方向时应使用电动机左手定则。 7、判断通电导体在磁场中运动方向时，应使用发电机右手定则。 8、频率为５０赫的交流电，其周期是0.02秒。 9、在交流电路中，电阻是耗能元件，而纯电感或纯电容元件只有能量的往复交换，没有能量的消耗。 10、电流的频率越高，则电感元件的感抗值越小，而电容元件的容抗值越大。 三、选择题 （3X10=30分） １、一段电路欧姆定律的数学表达式是（）。 ①Ｉ＝ＵＲ②Ｉ＝Ｒ／Ｕ③I＝Ｕ／Ｒ ２、全电路欧姆定律的数学表达式是（）。 ①Ｉ＝Ｒ／（Ｅ＋ｒ ｏ）②Ｉ＝Ｅ／（Ｒ＋ｒ ｏ ） ③Ｉ＝Ｅ／Ｒ ３、某直流电路的电压为２２０伏，电阻为４０欧，其电流为（）。 ①５．５安②４．４安 ③１．８安④８．８安 ４、我国低压供电电压单相为２２０伏，三相线电压为３８０伏，此数值指交流电压的（）。 ①平均值②最大值 ③有效值④瞬时值 ５、某长度的１平方毫米铜线的电阻为３．４欧，若同长度的４平方毫米铜线，其电阻值为（）。 ①６.８欧②５.１欧③１.７欧④０.８５欧 ６、６欧与３欧的两个电阻并联，它的等效电阻值应为（）。 ①３欧②２欧③０.５欧④９欧 ７、三个阻值相同的电阻串联，其总电阻等于一个电阻值的（）。