靜力學(xué)分析PPT精選文檔

1、第第9 9章章 靜力學(xué)分析靜力學(xué)分析本章將系統(tǒng)的介紹結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析的內(nèi)容，包括線性本章將系統(tǒng)的介紹結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析的內(nèi)容，包括線性靜力學(xué)問題中各種類型的工程實(shí)例，如平面應(yīng)力、應(yīng)變問題靜力學(xué)問題中各種類型的工程實(shí)例，如平面應(yīng)力、應(yīng)變問題，軸對稱問題，以及梁、桁架、殼等模型的分析問題，通過，軸對稱問題，以及梁、桁架、殼等模型的分析問題，通過這些實(shí)例進(jìn)行具體的分析求解，讓讀者能熟悉靜力學(xué)中各種這些實(shí)例進(jìn)行具體的分析求解，讓讀者能熟悉靜力學(xué)中各種模型的分析思路和求解方法，并掌握模型的分析思路和求解方法，并掌握ANSYS分析靜力學(xué)問題分析靜力學(xué)問題的基本步驟。此外，在本章的最后，通過一個(gè)實(shí)例對非線性的基本

2、步驟。此外，在本章的最后，通過一個(gè)實(shí)例對非線性靜力學(xué)問題中接觸分析問題的分析求解，使讀者能對非線性靜力學(xué)問題中接觸分析問題的分析求解，使讀者能對非線性靜力問題的求解有一定的了解。靜力問題的求解有一定的了解。9.1 9.1 靜力學(xué)分析簡介靜力學(xué)分析簡介靜力學(xué)主要研究物體在力系作用下的平衡規(guī)律。靜靜力學(xué)主要研究物體在力系作用下的平衡規(guī)律。靜力學(xué)里關(guān)于力的合成、分解與力系簡化的研究結(jié)果，可以直力學(xué)里關(guān)于力的合成、分解與力系簡化的研究結(jié)果，可以直接應(yīng)用于動(dòng)力學(xué)。因此靜力學(xué)在工程技術(shù)中具有重要的實(shí)用接應(yīng)用于動(dòng)力學(xué)。因此靜力學(xué)在工程技術(shù)中具有重要的實(shí)用意義。本節(jié)主要介紹靜力學(xué)分析的定義、處理的載荷類型、意

3、義。本節(jié)主要介紹靜力學(xué)分析的定義、處理的載荷類型、靜力學(xué)分析的類型以及靜力學(xué)一般問題的基本分析步驟。靜力學(xué)分析的類型以及靜力學(xué)一般問題的基本分析步驟。9.1.1 9.1.1 靜力學(xué)分析類型靜力學(xué)分析類型靜力分析是用來計(jì)算結(jié)構(gòu)在固定不變載荷作用下的靜力分析是用來計(jì)算結(jié)構(gòu)在固定不變載荷作用下的響應(yīng)，如位移、應(yīng)力、應(yīng)變等，也就是探討結(jié)構(gòu)受到外力后響應(yīng)，如位移、應(yīng)力、應(yīng)變等，也就是探討結(jié)構(gòu)受到外力后變形、應(yīng)力、應(yīng)變的大小。與固定不變的載荷對應(yīng)，結(jié)構(gòu)靜變形、應(yīng)力、應(yīng)變的大小。與固定不變的載荷對應(yīng)，結(jié)構(gòu)靜力分析中結(jié)構(gòu)的響應(yīng)也是固定不變的。靜力分析中固定不變力分析中結(jié)構(gòu)的響應(yīng)也是固定不變的。靜力分析中固定不

4、變的載荷和響應(yīng)是一種假定，即假定載荷和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)隨時(shí)間的載荷和響應(yīng)是一種假定，即假定載荷和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)隨時(shí)間的變化非常緩慢。一般來講，靜力分析所處理的載荷通常包的變化非常緩慢。一般來講，靜力分析所處理的載荷通常包括括位移載荷（如支座位移等）；位移載荷（如支座位移等）；穩(wěn)定的慣性力（重力和離心力等）；穩(wěn)定的慣性力（重力和離心力等）；外部施加的作用力外部施加的作用力(集中力、面力和體力集中力、面力和體力)；溫度載荷（對于溫度應(yīng)變）；溫度載荷（對于溫度應(yīng)變）；能流載荷（對于核能膨脹）。能流載荷（對于核能膨脹）。9.1.2 9.1.2 靜力學(xué)分析步驟靜力學(xué)分析步驟基于基于ANSYS進(jìn)行靜力分析的基本步驟

5、與進(jìn)行靜力分析的基本步驟與ANSYS典型典型分析的過程相同，一般包括建模、加載求解和檢查分析結(jié)果分析的過程相同，一般包括建模、加載求解和檢查分析結(jié)果等等3個(gè)基本步驟。個(gè)基本步驟。1建模建模2加載求解加載求解3檢查分析結(jié)果檢查分析結(jié)果9.2 9.2 平面應(yīng)力問題分析平面應(yīng)力問題分析平面應(yīng)力假設(shè)適用于沿一坐標(biāo)軸方向的尺寸非常小平面應(yīng)力假設(shè)適用于沿一坐標(biāo)軸方向的尺寸非常小的物體（即呈平板狀）。設(shè)有一平面加載的薄板，如圖所示的物體（即呈平板狀）。設(shè)有一平面加載的薄板，如圖所示。沿薄板周圍邊界作用著平行于板平面并沿厚度方向均勻分。沿薄板周圍邊界作用著平行于板平面并沿厚度方向均勻分布的載荷，在板的前后表面

6、沒有外力作用，因此在板的表面布的載荷，在板的前后表面沒有外力作用，因此在板的表面，應(yīng)有：，應(yīng)有： zxzyz = = =09.2.1 9.2.1 問題描述問題描述一塊帶孔的鋼板，其幾何尺寸如圖所示，鋼板的厚一塊帶孔的鋼板，其幾何尺寸如圖所示，鋼板的厚度為度為10mm，鋼板在兩個(gè)小圓處完全固定，在大圓的下端作，鋼板在兩個(gè)小圓處完全固定，在大圓的下端作用有集中力用有集中力F，其大小為，其大小為1500N，分析鋼板的應(yīng)力分析。鋼，分析鋼板的應(yīng)力分析。鋼的楊氏模量為的楊氏模量為200000N/mm2 ，泊松比為，泊松比為0.3。9.2.2 9.2.2 問題分析問題分析由鋼板的幾何形狀、約束條件和受力條

7、件，根據(jù)彈性由鋼板的幾何形狀、約束條件和受力條件，根據(jù)彈性力學(xué)的相關(guān)理論，我們知道鋼板的受力狀態(tài)為平面應(yīng)力狀態(tài)力學(xué)的相關(guān)理論，我們知道鋼板的受力狀態(tài)為平面應(yīng)力狀態(tài)，本例題的主要目的就是說明怎樣在，本例題的主要目的就是說明怎樣在ANSYS中解答彈性力學(xué)中解答彈性力學(xué)的平面應(yīng)力問題。的平面應(yīng)力問題。9.2.3 9.2.3 求解過程和分析結(jié)果求解過程和分析結(jié)果包括建立工作文件名和工作標(biāo)題、創(chuàng)建實(shí)體模型、定包括建立工作文件名和工作標(biāo)題、創(chuàng)建實(shí)體模型、定義單元類型、定義單元類型、定義幾何常數(shù)、定義材料屬性義單元類型、定義單元類型、定義幾何常數(shù)、定義材料屬性、劃分網(wǎng)格、加載求解、查看求解結(jié)果等過程。、劃分

8、網(wǎng)格、加載求解、查看求解結(jié)果等過程。1建立工作文件名和工作標(biāo)題建立工作文件名和工作標(biāo)題2創(chuàng)建實(shí)體模型創(chuàng)建實(shí)體模型3定義單元類型定義單元類型4定義幾何常數(shù)定義幾何常數(shù)5定義材料屬性定義材料屬性6劃分網(wǎng)格劃分網(wǎng)格7加載求解加載求解8查看求解結(jié)果查看求解結(jié)果9.3 9.3 平面應(yīng)變問題分析平面應(yīng)變問題分析平面應(yīng)變假設(shè)適用于縱向幾何尺寸和載荷變化不大平面應(yīng)變假設(shè)適用于縱向幾何尺寸和載荷變化不大的狹長物體，如圖所示。受力體的縱向的狹長物體，如圖所示。受力體的縱向z尺寸遠(yuǎn)大于橫向截尺寸遠(yuǎn)大于橫向截面面xy尺寸，且在柱面上作用著平行于橫截面并沿縱軸尺寸，且在柱面上作用著平行于橫截面并沿縱軸z均勻均勻分布的載

9、荷。在此情況下，可以認(rèn)為受力體只有分布的載荷。在此情況下，可以認(rèn)為受力體只有x及及y方向的方向的位移，且與坐標(biāo)位移，且與坐標(biāo)z無關(guān)。因此無關(guān)。因此 ，而，而 、 、 都平行于都平行于xy平面，即為平面應(yīng)變問題。平面，即為平面應(yīng)變問題。9.3.1 9.3.1 問題描述問題描述如圖所示為一水壩示意圖，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。如圖所示為一水壩示意圖，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。壩體為混凝土澆筑，水面高度為壩體為混凝土澆筑，水面高度為45mm，壩體擋水面受靜水，壩體擋水面受靜水壓力作用。試分析壩體在重力和水壓力作用下的承載狀態(tài)。壓力作用。試分析壩體在重力和水壓力作用下的承載狀態(tài)。壩體材料彈模量為壩體材料彈模量為2

10、00GPa，泊松比為，泊松比為0.3，密度為，密度為2500kg/m3。9.3.2 9.3.2 問題分析問題分析該問題屬于線性靜力學(xué)問題。由于水壩的跨度遠(yuǎn)大該問題屬于線性靜力學(xué)問題。由于水壩的跨度遠(yuǎn)大于其他方向上的尺寸，因此在分析過程中可以用平面應(yīng)變假于其他方向上的尺寸，因此在分析過程中可以用平面應(yīng)變假設(shè)進(jìn)行求解。設(shè)進(jìn)行求解。9.3.3 9.3.3 求解過程和分析結(jié)果求解過程和分析結(jié)果包括建立工作文件名和工作標(biāo)題、創(chuàng)建實(shí)體模型、定包括建立工作文件名和工作標(biāo)題、創(chuàng)建實(shí)體模型、定義單元類型、定義單元類型、定義幾何常數(shù)、定義材料屬性義單元類型、定義單元類型、定義幾何常數(shù)、定義材料屬性、劃分網(wǎng)格、加載

11、求解、查看求解結(jié)果等過程。、劃分網(wǎng)格、加載求解、查看求解結(jié)果等過程。1建立工作文件名和工作標(biāo)題建立工作文件名和工作標(biāo)題2確定分析類型確定分析類型3定義單元類型定義單元類型4定義材料屬性定義材料屬性5創(chuàng)建幾何模型創(chuàng)建幾何模型6網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分7加載求解加載求解8查看分析結(jié)果查看分析結(jié)果9.4 9.4 軸對稱問題分析軸對稱問題分析本節(jié)討論軸對稱問題的有限元分析。軸對稱問題指本節(jié)討論軸對稱問題的有限元分析。軸對稱問題指的是受力體的幾何形狀、約束狀態(tài)、受力情況，以及其他外的是受力體的幾何形狀、約束狀態(tài)、受力情況，以及其他外在因素都對稱于某一根軸，也就是說過這根軸的任何一個(gè)平在因素都對稱于某一根軸，也就

12、是說過這根軸的任何一個(gè)平面都是該受力體的對稱面。此外，軸對稱受力體的所有位移面都是該受力體的對稱面。此外，軸對稱受力體的所有位移、應(yīng)力、應(yīng)變都是對稱于這根軸的。、應(yīng)力、應(yīng)變都是對稱于這根軸的。9.4.1 9.4.1 問題描述問題描述有一材料為鋼的軸類零件，其結(jié)構(gòu)如圖所示，兩端有一材料為鋼的軸類零件，其結(jié)構(gòu)如圖所示，兩端受受50MPa的面載荷作用。已知鋼的彈性模量是的面載荷作用。已知鋼的彈性模量是200GPa，泊，泊松比為松比為0.3，試分析該零件內(nèi)部的應(yīng)力分布情況。，試分析該零件內(nèi)部的應(yīng)力分布情況。9.4.2 9.4.2 問題分析問題分析該問題屬于線性靜力學(xué)問題。受力體的幾何形狀、該問題屬于線

13、性靜力學(xué)問題。受力體的幾何形狀、約束狀態(tài)、受力情況，以及其他外在因素都對稱于某一根軸約束狀態(tài)、受力情況，以及其他外在因素都對稱于某一根軸，也就是說過這根軸的任何一個(gè)平面都是該受力體的對稱面，也就是說過這根軸的任何一個(gè)平面都是該受力體的對稱面。此外，軸對稱受力體的所有位移、應(yīng)力、應(yīng)變都是對稱于。此外，軸對稱受力體的所有位移、應(yīng)力、應(yīng)變都是對稱于這根軸的。由于該試樣是一軸對稱受力體，因此可以根據(jù)軸這根軸的。由于該試樣是一軸對稱受力體，因此可以根據(jù)軸的對稱性，取其對稱面建立有限元分析模型。模型必須在總的對稱性，取其對稱面建立有限元分析模型。模型必須在總體坐標(biāo)系體坐標(biāo)系XOY平面的第一象限建立，并以平

14、面的第一象限建立，并以Y軸為對稱軸，軸為對稱軸，X方向是徑向，方向是徑向，Z方向是環(huán)向，其應(yīng)力和應(yīng)變不為方向是環(huán)向，其應(yīng)力和應(yīng)變不為0。在施加載。在施加載荷時(shí)，如果施加是的集中載荷，則其大小應(yīng)為整個(gè)圓周上總荷時(shí)，如果施加是的集中載荷，則其大小應(yīng)為整個(gè)圓周上總的載荷的大小。的載荷的大小。9.4.3 9.4.3 求解過程和分析結(jié)果求解過程和分析結(jié)果包括建立工作文件名和工作標(biāo)題、創(chuàng)建實(shí)體模型、定包括建立工作文件名和工作標(biāo)題、創(chuàng)建實(shí)體模型、定義單元類型、定義單元類型、定義幾何常數(shù)、定義材料屬性義單元類型、定義單元類型、定義幾何常數(shù)、定義材料屬性、劃分網(wǎng)格、加載求解、查看求解結(jié)果等過程。、劃分網(wǎng)格、加載

15、求解、查看求解結(jié)果等過程。1ANSYS準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作2定義分析類型定義分析類型3定義單元類型定義單元類型4定義材料屬性定義材料屬性5建立幾何模型建立幾何模型6. 劃分網(wǎng)格劃分網(wǎng)格7加載求解加載求解8查看分析結(jié)果查看分析結(jié)果9.5 9.5 梁分析梁分析梁的結(jié)構(gòu)是工程中最常見的結(jié)構(gòu)形式之一，常用在梁的結(jié)構(gòu)是工程中最常見的結(jié)構(gòu)形式之一，常用在建筑、機(jī)械、汽車、冶金等多種場合。梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，梁建筑、機(jī)械、汽車、冶金等多種場合。梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，梁的橫截面均一致，可承受軸向、切向、彎矩等載荷。根據(jù)梁的橫截面均一致，可承受軸向、切向、彎矩等載荷。根據(jù)梁的特點(diǎn)，等截面的梁在進(jìn)行有限元分析時(shí)，需要定義梁的截

16、的特點(diǎn)，等截面的梁在進(jìn)行有限元分析時(shí)，需要定義梁的截面形狀和尺寸，用創(chuàng)建的直線代替梁，在劃分網(wǎng)格結(jié)束后，面形狀和尺寸，用創(chuàng)建的直線代替梁，在劃分網(wǎng)格結(jié)束后，可以顯示其實(shí)際形狀?？梢燥@示其實(shí)際形狀。9.5.1 9.5.1 問題描述問題描述如圖所示有一工字形截面的外伸梁，外伸端長度為如圖所示有一工字形截面的外伸梁，外伸端長度為a=1m，跨度，跨度l=2m，外伸端受到，外伸端受到W=10KN/m的均布載荷的作用。工字的均布載荷的作用。工字形截面的截面面積為形截面的截面面積為A=45cm2，彈性模量，彈性模量E=200GPa，抗彎慣性，抗彎慣性矩矩Iz=5000cm4，求此外伸梁跨中的最大撓度。，求此

17、外伸梁跨中的最大撓度。9.5.2 9.5.2 問題分析問題分析工字形截面的外伸梁的橫截面均一致，可承受軸向工字形截面的外伸梁的橫截面均一致，可承受軸向、切向、彎矩等載荷。根據(jù)該梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，等截面的梁在、切向、彎矩等載荷。根據(jù)該梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，等截面的梁在進(jìn)行有限元分析時(shí)，需要定義梁的截面形狀和尺寸，用創(chuàng)建進(jìn)行有限元分析時(shí)，需要定義梁的截面形狀和尺寸，用創(chuàng)建的直線代替梁，在劃分網(wǎng)格結(jié)束后，可以顯示其實(shí)際形狀。的直線代替梁，在劃分網(wǎng)格結(jié)束后，可以顯示其實(shí)際形狀。根據(jù)該問題的具體情況，此問題為工字形截面外伸梁的平面根據(jù)該問題的具體情況，此問題為工字形截面外伸梁的平面彎曲問題，在彎曲問題，在ANSYS

18、分析中選用二維梁單元分析中選用二維梁單元BEAM3。由于。由于此模型在支座和跨中可能出現(xiàn)最大撓度和最大應(yīng)力，因此在此模型在支座和跨中可能出現(xiàn)最大撓度和最大應(yīng)力，因此在這些位置處都應(yīng)該設(shè)置節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析。這些位置處都應(yīng)該設(shè)置節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析。9.5.3 9.5.3 求解過程和分析結(jié)果求解過程和分析結(jié)果包括建立工作文件名和工作標(biāo)題、創(chuàng)建實(shí)體模型、定包括建立工作文件名和工作標(biāo)題、創(chuàng)建實(shí)體模型、定義單元類型、定義單元類型、定義幾何常數(shù)、定義材料屬性義單元類型、定義單元類型、定義幾何常數(shù)、定義材料屬性、劃分網(wǎng)格、加載求解、查看求解結(jié)果等過程。、劃分網(wǎng)格、加載求解、查看求解結(jié)果等過程。1建立工作文件名和工作標(biāo)題

19、建立工作文件名和工作標(biāo)題2定義單元類型定義單元類型3定義實(shí)常數(shù)定義實(shí)常數(shù)4定義材料屬性定義材料屬性5建立模型建立模型6施加約束和載荷施加約束和載荷7求解求解8查看求解結(jié)果查看求解結(jié)果9.6 9.6 桁架分析桁架分析桁架作為一類特殊的結(jié)構(gòu)在工程中應(yīng)用十分廣泛，例桁架作為一類特殊的結(jié)構(gòu)在工程中應(yīng)用十分廣泛，例如工業(yè)廠房屋架、住房支架、電力傳送塔和橋梁支架等，其如工業(yè)廠房屋架、住房支架、電力傳送塔和橋梁支架等，其特點(diǎn)在于桁架中的每根桿件均只兩端受力，所有桿件僅承受特點(diǎn)在于桁架中的每根桿件均只兩端受力，所有桿件僅承受軸向力，所有載荷集中作用于節(jié)點(diǎn)上。桁架的主要結(jié)構(gòu)包括軸向力，所有載荷集中作用于節(jié)點(diǎn)上。

20、桁架的主要結(jié)構(gòu)包括：1三角形結(jié)構(gòu)桁架三角形結(jié)構(gòu)桁架 2多邊形結(jié)構(gòu)桁架多邊形結(jié)構(gòu)桁架 3梯形結(jié)構(gòu)桁架梯形結(jié)構(gòu)桁架 4空腹結(jié)構(gòu)桁架空腹結(jié)構(gòu)桁架9.6.1 9.6.1 問題描述問題描述如圖所示的桁架結(jié)構(gòu)，其基本尺寸和受力情況如圖如圖所示的桁架結(jié)構(gòu)，其基本尺寸和受力情況如圖所示，桿的橫截面積為所示，桿的橫截面積為0.01m2，楊氏模量為，楊氏模量為200GPa，試對，試對此桁架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力分析，求出各節(jié)點(diǎn)的位移、支座反力此桁架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力分析，求出各節(jié)點(diǎn)的位移、支座反力以及每根桿的內(nèi)應(yīng)力。以及每根桿的內(nèi)應(yīng)力。9.6.2 9.6.2 問題分析問題分析本實(shí)例的問題屬于本實(shí)例的問題屬于2D（二維）桁架的

21、平面靜力結(jié)構(gòu)（二維）桁架的平面靜力結(jié)構(gòu)分析問題，對于一般的二維桁架分析問題，可以通過選擇桿分析問題，對于一般的二維桁架分析問題，可以通過選擇桿單元，并將桁架中各桿件的幾何信息（如桿件的橫截面積等單元，并將桁架中各桿件的幾何信息（如桿件的橫截面積等）以桿單元實(shí)常數(shù)的形式體現(xiàn)出來，從而簡化分析模型。在）以桿單元實(shí)常數(shù)的形式體現(xiàn)出來，從而簡化分析模型。在本問題中，將選擇本問題中，將選擇LINK1單元類型，此單元類型可用于各種單元類型，此單元類型可用于各種工程應(yīng)用中，根據(jù)應(yīng)用的不用可以把此元素看成桁架，連桿工程應(yīng)用中，根據(jù)應(yīng)用的不用可以把此元素看成桁架，連桿，彈簧等。這個(gè)，彈簧等。這個(gè)2維桿元素是一個(gè)

22、單軸拉壓元素，在每個(gè)節(jié)維桿元素是一個(gè)單軸拉壓元素，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)自由度即點(diǎn)都有兩個(gè)自由度即x、y方向。方向。9.6.3 9.6.3 求解過程和分析結(jié)果求解過程和分析結(jié)果包括建立工作文件名和工作標(biāo)題、創(chuàng)建實(shí)體模型、定包括建立工作文件名和工作標(biāo)題、創(chuàng)建實(shí)體模型、定義單元類型、定義單元類型、定義幾何常數(shù)、定義材料屬性義單元類型、定義單元類型、定義幾何常數(shù)、定義材料屬性、劃分網(wǎng)格、加載求解、查看求解結(jié)果等過程。、劃分網(wǎng)格、加載求解、查看求解結(jié)果等過程。1指定工作文件名和工作標(biāo)題指定工作文件名和工作標(biāo)題2定義單元類型定義單元類型3定義截面屬性定義截面屬性4定義材料參數(shù)定義材料參數(shù)5創(chuàng)建模型創(chuàng)建模型6

23、劃分網(wǎng)格劃分網(wǎng)格7加載求解加載求解8查看求解結(jié)果查看求解結(jié)果9.7 9.7 殼分析殼分析筒殼（柱面薄殼）：是單向有曲率的薄殼，由殼身筒殼（柱面薄殼）：是單向有曲率的薄殼，由殼身、側(cè)邊緣構(gòu)件和橫隔組成。橫隔間的距離為殼體的跨度。、側(cè)邊緣構(gòu)件和橫隔組成。橫隔間的距離為殼體的跨度。圓頂薄殼：是正高斯曲率的旋轉(zhuǎn)曲面殼，由殼面與圓頂薄殼：是正高斯曲率的旋轉(zhuǎn)曲面殼，由殼面與支座環(huán)組成，殼面厚度做得很薄，一般為曲率半徑的支座環(huán)組成，殼面厚度做得很薄，一般為曲率半徑的1600，跨度可以很大。，跨度可以很大。雙曲扁殼：一拋物線沿另一正交的拋物線平移形成雙曲扁殼：一拋物線沿另一正交的拋物線平移形成的曲面，其頂點(diǎn)處

24、矢高的曲面，其頂點(diǎn)處矢高f與底面短邊邊長之比不應(yīng)超過與底面短邊邊長之比不應(yīng)超過15。雙曲扁殼由殼身及周邊四個(gè)橫隔組成，橫隔為帶拉桿的拱。雙曲扁殼由殼身及周邊四個(gè)橫隔組成，橫隔為帶拉桿的拱或變高度的梁?；蜃兏叨鹊牧?。雙曲拋物面殼：一豎向拋物線（母線）沿另一凸向雙曲拋物面殼：一豎向拋物線（母線）沿另一凸向與之相反的拋物線（導(dǎo)線）平行移動(dòng)所形成的曲面。此種曲與之相反的拋物線（導(dǎo)線）平行移動(dòng)所形成的曲面。此種曲面與水平面截交的曲線為雙曲線，故稱為雙曲拋物面殼。面與水平面截交的曲線為雙曲線，故稱為雙曲拋物面殼。9.7.1 9.7.1 問題描述問題描述現(xiàn)有一個(gè)薄壁圓筒，如圖所示。圓筒長度現(xiàn)有一個(gè)薄壁圓筒，

25、如圖所示。圓筒長度L為為0.5m，壁厚壁厚t為為5mm，內(nèi)徑，內(nèi)徑R為為0.2m，薄壁圓筒在其長度的中心處受，薄壁圓筒在其長度的中心處受一對沿著直徑方向的壓力一對沿著直徑方向的壓力F的作用，力的大小為的作用，力的大小為1000N，求薄，求薄壁圓筒在受力點(diǎn)處的徑向位移，圓柱的兩端在邊界處自由。壁圓筒在受力點(diǎn)處的徑向位移，圓柱的兩端在邊界處自由。已知薄壁圓筒的彈性模量為已知薄壁圓筒的彈性模量為200GPa，泊松比為，泊松比為0.3。9.7.2 9.7.2 問題分析問題分析此案例中的薄壁圓筒問題屬于結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析中的此案例中的薄壁圓筒問題屬于結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析中的殼分析問題，又由于該圓筒是對稱的，根據(jù)前

26、面所講述的軸殼分析問題，又由于該圓筒是對稱的，根據(jù)前面所講述的軸對稱問題的分析過程，可以選擇對稱問題的分析過程，可以選擇1/8圓筒進(jìn)行建模分析，如圓筒進(jìn)行建模分析，如圖所示。圖所示。9.7.3 9.7.3 求解過程和分析結(jié)果求解過程和分析結(jié)果包括建立工作文件名和工作標(biāo)題、創(chuàng)建實(shí)體模型、定包括建立工作文件名和工作標(biāo)題、創(chuàng)建實(shí)體模型、定義單元類型、定義單元類型、定義幾何常數(shù)、定義材料屬性義單元類型、定義單元類型、定義幾何常數(shù)、定義材料屬性、劃分網(wǎng)格、加載求解、查看求解結(jié)果等過程。、劃分網(wǎng)格、加載求解、查看求解結(jié)果等過程。1建立工作文件名和工作標(biāo)題建立工作文件名和工作標(biāo)題2定義分析模塊定義分析模塊3

27、定義單元類型定義單元類型4定義實(shí)常數(shù)定義實(shí)常數(shù)5定義材料參數(shù)定義材料參數(shù)6創(chuàng)建幾何模型創(chuàng)建幾何模型7劃分網(wǎng)格劃分網(wǎng)格8加載求解加載求解9求解結(jié)果求解結(jié)果9.8 9.8 接觸分析接觸分析接觸問題可分為兩種基本的類型，即剛體柔體的接觸接觸問題可分為兩種基本的類型，即剛體柔體的接觸和半柔體柔體的接觸。在剛體柔體的接觸問題中，接觸面和半柔體柔體的接觸。在剛體柔體的接觸問題中，接觸面中的一個(gè)或多個(gè)被當(dāng)作剛體，即與它接觸的變形體相比，有大中的一個(gè)或多個(gè)被當(dāng)作剛體，即與它接觸的變形體相比，有大得多的剛度。一般情況下，硬質(zhì)材料和軟質(zhì)材料接觸的問題可得多的剛度。一般情況下，硬質(zhì)材料和軟質(zhì)材料接觸的問題可以被假定為剛體柔體的接觸，以被假定為剛體柔體的接觸，許多金屬成形問題可以歸為此許多金屬成形問題可以歸為此類接觸；半柔體柔體的接觸是一種更普遍的類型，在這種情類接觸；半柔體柔體的接觸是一種更普遍的類型，在這種情況下，兩個(gè)接觸體都是變形體。況下，兩個(gè)接觸體都是變形體。ANSYS支持三種接觸方式，即點(diǎn)點(diǎn)、點(diǎn)面、面面支持三種接觸方式，即點(diǎn)點(diǎn)、點(diǎn)面、面面，每種接觸方式使用的接觸單元適用于特定類型的問題。，每種接觸方式使用的接觸單元適用于特定類型的問題。9.8.1 9.8.1 問題描述問題描述現(xiàn)有一個(gè)銷裝配在一個(gè)基座上，其幾何結(jié)構(gòu)如圖所示?，F(xiàn)有一個(gè)銷裝配在一個(gè)基座上，其幾何結(jié)構(gòu)如圖所示。具體尺寸如下：銷的長度為