彈性力學(xué)ansys分析

1、 圖1為一個承受內(nèi)壓的薄板，在其中心位置有一個小圓孔，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。 通過簡單力學(xué)分析，該問題屬于平面應(yīng)力問題，又因為平板結(jié)構(gòu)的對稱性，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對話框，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 定義工作文件名對話框（2） 定義工作標(biāo)題：utility menufilechange title，在出現(xiàn)的對話框中輸入the analysis of plate stress with small circle，單擊ok。 圖4 定義工作標(biāo)題對話框（3） 重新顯示：utility menuplotreplot。（4） 關(guān)閉三角坐標(biāo)符號：utility menuplotctrlswindow controlswindow options，彈出一個對話框，在location of triad 后面的下拉式選擇框中，選擇not shown，單

3、擊ok。（5） 選擇單元類型：main menupreprocessorelement typeadd/edit/delete，彈出element type對話框，單擊add按鈕，又彈出如圖5所示的library of element types對話框，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 選擇單元類型對話框 （6） 設(shè)置材料屬性：main menupreprocessormaterial propsmaterial models，彈出如圖6所示的define material model behavior對話框，

4、在material model available下面的選擇欄中，雙擊打開structurallinearelasticisotr-opic，又彈出linear isotropic properties for material number 1對話框，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，完成材料屬性的設(shè)置。 圖6 定義材料屬性對話框 （7） 生成一個矩形面：main menupreprocessormodelingcreateareasrectangleby dimensions，彈出如圖7所示的cr

5、eate rectangle by dimensions對話框，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 生成矩形面的對話框（8） 生成一個小圓孔：main menupreprocessormodelingcreateareascirclesolid circle，彈出如圖8所示的solid circular area對話框，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 生成圓面對話框 圖9 生成的圓面和矩形面的結(jié)果顯示（9） 打開面編號控制：utili

6、tu menuplotctrlsnumbering，彈出如圖10所示的plot numbering controls對話框，單擊area area nembers后面的單選按鈕使其顯示為on，單擊ok。 圖10 面編號控制對話框 （10） 進(jìn)行面相減操作：main menupreprocessoroperatebooleanssubtractareas，彈出一個拾取框，在圖形上拾取編號為a1的面，單擊ok，然后再拾取編號為a2的圓面，單擊ok。（11） 編號壓縮設(shè)置：main menupreprocessornumbering ctrlscompress numbers，彈出如圖11所示的co

7、mpress numbers對話框，在label item to be compressed后面的下拉式選擇框中選擇all，單擊ok。 圖11 編號壓縮對話框（12） 重新顯示：utility menuplotreplot。（13） 保存幾何模型：單擊工具欄上的save_db按鈕。（14） 設(shè)置網(wǎng)格的尺寸大?。簃ain menupreprocessormeshingsize cntrlsmanualsizegolbal-size，彈出一個如圖12所示的global element size對話框，在size element edge length后面輸入欄中輸入0.5，單擊ok。 圖12 設(shè)置

8、單元尺寸大小的對話框（15） 打開關(guān)鍵點(diǎn)編號控制：utility menuplotctrlsnumbering，彈出如圖10所示的plot numbering controls對話框，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對話框，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，又彈出一個拾取框，在圖形上拾取編號為a1的面，單擊ok，再次彈出一個拾取框

9、，在圖形上依次拾取編號為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） 打開線編號顯示：utility menuplotctrlsnumbering，彈出如圖15所示的plot numbering controls對話框，單擊line line numbers后面的單選按鈕使其顯示為on，單擊ok。 圖15 施加邊界條件的對話框（2） 施加約束條件：main menusolutiondefine loadsapplystructrualdisplacementon lines，彈出一個拾取框，在圖形上拾取編號為

10、l5的線，單擊apply按鈕，彈出如圖16的apply u，rot on lines對話框，在dofs to be constrained后面的選擇欄中選擇ux項，單擊對話框上的apply按鈕，然后又彈出一個拾取框，在圖形上拾取編號為l4的線，單擊ok，又彈出如圖17的對話框，在在dofs to be constrained后面的選擇欄中選擇uy項，單擊ok。（3） 施加載荷：main menusolutiondefine loadsapplystructrualpressureon lines，彈出一個拾取框，在圖形上拾取編號為l3的線，單擊ok，又彈出如圖18的apply pres on

11、lines對話框，在loads pres value后面的輸入欄中輸入3000，單擊ok。 圖16 施加載荷的對話框 圖17 施加載荷的結(jié)果顯示（4） 求解：main menusolutionsolvecurrent ls，彈出一個信息提示框和對話框，瀏覽完畢后單擊fileclose，單擊對話框上的ok，開始求解運(yùn)算，當(dāng)出現(xiàn)一個solution is done的信息提示框時，單擊close按鈕，完成求解運(yùn)算。（5） 保存分析結(jié)果：utility menufilesave as，彈出一個對話框，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，彈出一個如圖19所示的list nodal solution對話框，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，這是每個節(jié)點(diǎn)角節(jié)點(diǎn)的6個應(yīng)力分量將以裂變的方式顯示出來，如圖20所示。單擊列表窗口上的filesave as選項，用戶可將它作為一個文本文件保存。 圖19 列出節(jié)點(diǎn)結(jié)果選項對話框 圖20 單元角節(jié)點(diǎn)的6個應(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對話框，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)置對話框 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對話框，單擊選中1/4di