彈性力學(xué)ansys分析

1、 圖1為一個(gè)承受內(nèi)壓的薄板，在其中心位置有一個(gè)小圓孔，相關(guān)的結(jié)構(gòu)尺寸參考圖1所示。 材料屬性：彈性模量E=2e11Pa，泊松比為0.3。 拉伸載荷為：q=3000Pa。 平板的厚度為：t=0.01mm。 通過(guò)簡(jiǎn)單力學(xué)分析，該問(wèn)題屬于平面應(yīng)力問(wèn)題，又因?yàn)槠桨褰Y(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，所以只要分析其中的1/4即可，如圖2所示。 圖1 板的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2 有限元分析見(jiàn)圖一、前處理（1） 定義工作文件名：Utility MenuFileChange Jobname，彈出如圖3所示的Change Jobname對(duì)話(huà)框，在Enter new Jobname后面的輸入欄中輸入Plate，并將New Log and e

2、rror files復(fù)選框選為yes，單擊OK。 圖3 定義工作文件名對(duì)話(huà)框（2） 定義工作標(biāo)題：Utility MenuFileChange Title，在出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框中輸入The Analysis of Plate Stress with small Circle，單擊OK。 圖4 定義工作標(biāo)題對(duì)話(huà)框（3） 重新顯示：Utility MenuPlotReplot。（4） 關(guān)閉三角坐標(biāo)符號(hào)：Utility MenuPlotCtrlsWindow ControlsWindow options，彈出一個(gè)對(duì)話(huà)框，在Location of triad 后面的下拉式選擇框中，選擇Not Shown，單

3、擊OK。（5） 選擇單元類(lèi)型：Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete，彈出Element Type對(duì)話(huà)框，單擊Add按鈕，又彈出如圖5所示的Library of Element Types對(duì)話(huà)框，在選擇框中分別選擇Structural Solid和Quad 8node 82，單擊OK，然后單擊Close。 圖5 選擇單元類(lèi)型對(duì)話(huà)框 （6） 設(shè)置材料屬性：Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models，彈出如圖6所示的Define Material Model Behavior對(duì)話(huà)框，

4、在Material Model Available下面的選擇欄中，雙擊打開(kāi)StructuralLinearElasticIsotr-opic，又彈出Linear Isotropic Properties for Material Number 1對(duì)話(huà)框，在EX后面的輸入欄中輸入2e11，在PRXY后面的輸入欄中輸入0.3，單擊OK，然后單擊菜單欄上的MaterialExit選項(xiàng)，完成材料屬性的設(shè)置。 圖6 定義材料屬性對(duì)話(huà)框 （7） 生成一個(gè)矩形面：Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasRectangleBy Dimensions，彈出如圖7所示的Cr

5、eate Rectangle by Dimensions對(duì)話(huà)框，在坐標(biāo)欄中依次輸入X1=0，X2=10，Y1=0，Y2=10，如圖中所示，單擊OK。 圖7 生成矩形面的對(duì)話(huà)框（8） 生成一個(gè)小圓孔：Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasCircleSolid Circle，彈出如圖8所示的Solid Circular Area對(duì)話(huà)框，在WP X后面的輸入欄中輸入0，在WP Y后面的輸入欄中輸入0，在Radius后面輸入欄中輸入5，單擊OK，生成的結(jié)果如圖9所示。 圖8 生成圓面對(duì)話(huà)框 圖9 生成的圓面和矩形面的結(jié)果顯示（9） 打開(kāi)面編號(hào)控制：Utili

6、tu MenuPlotCtrlsNumbering，彈出如圖10所示的Plot Numbering Controls對(duì)話(huà)框，單擊AREA Area nembers后面的單選按鈕使其顯示為On，單擊OK。 圖10 面編號(hào)控制對(duì)話(huà)框 （10） 進(jìn)行面相減操作：Main MenuPreprocessorOperateBooleansSubtractAreas，彈出一個(gè)拾取框，在圖形上拾取編號(hào)為A1的面，單擊OK，然后再拾取編號(hào)為A2的圓面，單擊OK。（11） 編號(hào)壓縮設(shè)置：Main MenuPreprocessorNumbering CtrlsCompress Numbers，彈出如圖11所示的Co

7、mpress Numbers對(duì)話(huà)框，在Label Item to be compressed后面的下拉式選擇框中選擇All，單擊OK。 圖11 編號(hào)壓縮對(duì)話(huà)框（12） 重新顯示：Utility MenuPlotReplot。（13） 保存幾何模型：?jiǎn)螕艄ぞ邫谏系腟ave_DB按鈕。（14） 設(shè)置網(wǎng)格的尺寸大小：Main MenuPreprocessorMeshingSize CntrlsManualSizeGolbal-Size，彈出一個(gè)如圖12所示的Global Element Size對(duì)話(huà)框，在SIZE Element edge length后面輸入欄中輸入0.5，單擊OK。 圖12 設(shè)置

8、單元尺寸大小的對(duì)話(huà)框（15） 打開(kāi)關(guān)鍵點(diǎn)編號(hào)控制：Utility MenuPlotCtrlsNumbering，彈出如圖10所示的Plot Numbering Controls對(duì)話(huà)框，單擊KP Keypoint numbers后面的單選按鈕使其顯示為ON，單擊OK。（16） 網(wǎng)格劃分：Main MenuPreprocessorMeshingMeshTool，彈出如圖13所示的M而是Tool對(duì)話(huà)框，在Shape后面的單選按鈕中分別選中Quad和Mapped，在其下拉式選擇框中選中Pick corners，單擊Mesh按鈕，又彈出一個(gè)拾取框，在圖形上拾取編號(hào)為A1的面，單擊OK，再次彈出一個(gè)拾取框

9、，在圖形上依次拾取編號(hào)為3、5、4、1的關(guān)鍵點(diǎn)，單擊OK，則生成的網(wǎng)格如圖14所示。 圖13 網(wǎng)格劃分工具欄 圖14 生成的單元網(wǎng)格結(jié)果顯示二、求解（1） 打開(kāi)線(xiàn)編號(hào)顯示：Utility MenuPlotCtrlsNumbering，彈出如圖15所示的Plot Numbering Controls對(duì)話(huà)框，單擊LINE line numbers后面的單選按鈕使其顯示為On，單擊OK。 圖15 施加邊界條件的對(duì)話(huà)框（2） 施加約束條件：Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructrualDisplacementOn Lines，彈出一個(gè)拾取框，在圖形上拾取編號(hào)為

10、L5的線(xiàn)，單擊Apply按鈕，彈出如圖16的Apply U，ROT on lines對(duì)話(huà)框，在DOFs to be Constrained后面的選擇欄中選擇UX項(xiàng)，單擊對(duì)話(huà)框上的Apply按鈕，然后又彈出一個(gè)拾取框，在圖形上拾取編號(hào)為L(zhǎng)4的線(xiàn)，單擊OK，又彈出如圖17的對(duì)話(huà)框，在在DOFs to be Constrained后面的選擇欄中選擇UY項(xiàng)，單擊OK。（3） 施加載荷：Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructrualPressureOn lines，彈出一個(gè)拾取框，在圖形上拾取編號(hào)為L(zhǎng)3的線(xiàn)，單擊OK，又彈出如圖18的Apply PRES on

11、lines對(duì)話(huà)框，在Loads PRES value后面的輸入欄中輸入3000，單擊OK。 圖16 施加載荷的對(duì)話(huà)框 圖17 施加載荷的結(jié)果顯示（4） 求解：Main MenuSolutionSolveCurrent LS，彈出一個(gè)信息提示框和對(duì)話(huà)框，瀏覽完畢后單擊FileClose，單擊對(duì)話(huà)框上的OK，開(kāi)始求解運(yùn)算，當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)Solution is done的信息提示框時(shí)，單擊Close按鈕，完成求解運(yùn)算。（5） 保存分析結(jié)果：Utility MenuFileSave as，彈出一個(gè)對(duì)話(huà)框，輸入Plate_Resu，單擊OK。三、后處理（1） 位移云圖顯示：Main MenuGeneral

12、PostprocPlot ResultsContour Plot，在Item，Comp Item to be contoured后面的左欄中選擇DOF Solution，在右欄的選擇欄中選中Translation USUM，在KUND Item to be Plotted后面的單選按鈕處選中Def+Undeformed，單擊OK，生成結(jié)果如圖18所示。 圖18 位移云圖的結(jié)果顯示（2） 列表節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分量：Main MenuGeneral PostprocList ResultsNodal Solution，彈出一個(gè)如圖19所示的List Nodal Solution對(duì)話(huà)框，在Item to

13、be listed后面的選擇欄中選擇Stress，在其右邊的欄中選擇Components SCOMP，單擊OK，這是每個(gè)節(jié)點(diǎn)角節(jié)點(diǎn)的6個(gè)應(yīng)力分量將以裂變的方式顯示出來(lái)，如圖20所示。單擊列表窗口上的FileSave as選項(xiàng)，用戶(hù)可將它作為一個(gè)文本文件保存。 圖19 列出節(jié)點(diǎn)結(jié)果選項(xiàng)對(duì)話(huà)框 圖20 單元角節(jié)點(diǎn)的6個(gè)應(yīng)力分量的結(jié)果顯示（3） 瀏覽節(jié)點(diǎn)上的Von Mises應(yīng)力值：Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour plotNodal Solu，彈出如圖21所示的Contour Nodal Solution Data對(duì)話(huà)框，在Item to be contoured后面的做欄中選擇Stress，在右邊欄中選擇Von Mises SEQV，單擊OK，生成結(jié)果如圖22所示。 圖21 節(jié)點(diǎn)應(yīng)力云圖設(shè)置對(duì)話(huà)框 圖22 節(jié)點(diǎn)的Von-Mise應(yīng)力云圖顯示（4） 設(shè)置擴(kuò)展模式：Utility MenuPlotCtrlsStyleSymmetry ExpansionPeriodic/cyclic Symmetry Expansion，彈出如圖23所示的Periodic/Cyclic Symmetry Expansion對(duì)話(huà)框，單擊選中1/4Di