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文檔簡介
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,相關的結構尺寸參考圖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。 通過簡單力學分析,該問題屬于平面應力問題,又因為平板結構的對稱性,所以只要分析其中的1/4即可,如圖2所示。 圖1 板的結構示意圖 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 定義工作標題對話框(3) 重新顯示:Utility MenuPlotReplot。(4) 關閉三角坐標符號: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) 設置網(wǎng)格的尺寸大小:Main 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 設置
8、單元尺寸大小的對話框(15) 打開關鍵點編號控制: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的關鍵點,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,開始求解運算,當出現(xiàn)一個Solution is done的信息提示框時,單擊Close按鈕,完成求解運算。(5) 保存分析結果: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,生成結果如圖18所示。 圖18 位移云圖的結果顯示(2) 列表節(jié)點的應力分量: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)點角節(jié)點的6個應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)點結果選項對話框 圖20 單元角節(jié)點的6個應力分量的結果顯示(3) 瀏覽節(jié)點上的Von Mises應力值: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,生成結果如圖22所示。 圖21 節(jié)點應力云圖設置對話框 圖22 節(jié)點的Von-Mise應力云圖顯示(4) 設置擴展模式: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
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