平面結(jié)構(gòu)計(jì)算示例

1、ANSYS平面結(jié)構(gòu)計(jì)算示例 4.5.1問題描述 如圖4-7所示長方形板ABCD，板厚0.04m，孔半徑r=0.2m，E=210GPa，泊松比=0.3，約束條件：在長方形底邊AD約束全部自由度, BC邊施加垂直向下均布載荷g=10000000N/m。圖4-7 長方形板結(jié)構(gòu) 4.5.2 ANSYS求解操作過程 打開Ansys軟件，在Ansys環(huán)境下做如下操作。1圖4-8 單元類型對(duì)話框 （1）選擇單元類型 運(yùn)行PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete，彈出Element Types對(duì)話框，如圖4-8所示。單擊Add，彈出Library of Element T

2、ypes窗口，如圖4-9所示，依次選擇Structural Solid，Quad 8 node 82，單擊OK。圖4-9 單元類型庫對(duì)話框2 在Element Types對(duì)話框中，如圖4-10所示，單擊Options，彈出如圖4-11所示對(duì)話框，設(shè)置K3選項(xiàng)欄為Plane strs w/thk，設(shè)置K5選項(xiàng)欄為Nodal stress，設(shè)置K6選項(xiàng)欄為No extra output。表示單元是應(yīng)用于平面應(yīng)力問題，且單元是有厚度的。圖4-10 單元類型對(duì)話框 圖4-11 PLANE82 單元選項(xiàng)設(shè)置對(duì)話框3 （2）定義實(shí)常數(shù) 運(yùn)行PreprocessorReal ConstantsAdd /Ed

3、it/Delete，彈出如圖4-12所示對(duì)話框，點(diǎn)擊Add，彈出如圖4-13所示對(duì)話框，點(diǎn)擊OK，彈出如圖4-14所示對(duì)話框，在THK選項(xiàng)欄中設(shè)置板厚度為0.04m。設(shè)置完畢單擊OK按鈕。圖4-12 實(shí)常數(shù)對(duì)話框 圖4-13 選擇要設(shè)置實(shí)常數(shù)的單元類型 圖4-14 PLANE82實(shí)常數(shù)設(shè)置4 （3）設(shè)置材料屬性 運(yùn)行PreprocessorMaterial PropsMaterial Models，彈出如圖4-15所示對(duì)話框，依次雙擊Structural，Linear，Elastic，Isotropic，彈出圖4-16所示對(duì)話框，在EX選項(xiàng)欄中設(shè)置數(shù)值2.1e11， 在PRXY選項(xiàng)欄中設(shè)置數(shù)值

4、0.3。設(shè)置完畢單擊OK按鈕。圖4-15 選擇材料屬性對(duì)話框 圖4-16 設(shè)置材料屬性對(duì)話框 5 （4）建立模型 運(yùn)行PreprocessorModelingCreateAreaRectangleBy 2 Corners，彈出如圖4-17所示對(duì)話框，設(shè)置參數(shù)，WP X選項(xiàng)欄中填寫0，WP Y選項(xiàng)欄中填寫0，Width選項(xiàng)欄中填寫1.5，Height選項(xiàng)欄中填寫1，單擊OK。繼續(xù)運(yùn)行PreprocessorModelingCreateAreaCircleSolid Circle，得到如圖4-18所示對(duì)話框，在WP X選項(xiàng)欄中填寫0.75，WP Y選項(xiàng)欄中填寫0.5，在Radius選項(xiàng)欄中填寫0.

5、2，設(shè)置完畢點(diǎn)擊OK按鈕。圖4-17 建立矩形對(duì)話框圖4-18 創(chuàng)建實(shí) 心圓對(duì)話框6 進(jìn)行布爾運(yùn)算：PreprocessorModelingOperateBooleansSubtractAreas，先選矩形面單擊OK，再單擊圓面，單擊OK。得到如圖4-19所示圖形。 圖4-19 長方形板模型 （5）劃分網(wǎng)格 運(yùn)行MeshingSize CntrlsManual SizeAreasAll Areas，彈出如圖4-20所示對(duì)話框，在SIZE選項(xiàng)欄中填寫0.05，點(diǎn)擊OK按鈕。圖4-20 設(shè)置網(wǎng)格尺寸對(duì)話框 7 運(yùn)行MeshMesh Tool，彈出如圖4-21所示對(duì)話框，在Shape選項(xiàng)欄后面，選擇

6、Tri和Free，單擊Mesh.劃分網(wǎng)格，網(wǎng)格劃分如圖4-22所示。圖4-21 網(wǎng)格劃分對(duì)話框 圖4-22 劃分網(wǎng)格后的有限元模型 8圖4-23 施加全約束 （6）施加約束 選擇菜單SolutionDefine LoadsApplyStructure DisplacementOn Lines，選擇長方形底邊，彈出圖4-23所示對(duì)話框，選擇All DOF，單擊OK。 （7）施加載荷 選擇菜單SolutionDefine LoadsApplyStructure PressureOn Lines，彈出如圖4-24所示對(duì)話框。拾取長方形上邊，單擊OK按鈕。彈出如圖4-25所示對(duì)話框。在VALUE選項(xiàng)欄

7、中填寫。設(shè)置完畢點(diǎn)擊OK完成設(shè)置。9圖4-24 拾取要施加載荷的邊 圖4-25 施加載荷對(duì)話框 （8）求解 運(yùn)行SolutionSolveCurrent LS，彈出如圖4-26所示對(duì)話框。單擊OK按鈕，開始計(jì)算，計(jì)算結(jié)束會(huì)彈出計(jì)算完畢對(duì)話框，單擊Close關(guān)閉對(duì)話框，計(jì)算完畢。圖4-26 求解當(dāng)前步載荷對(duì)話框 10 （9）后處理 運(yùn)行 General PostprocPlot ResultsContour PlotNodal Solu，彈出如圖4-27所示對(duì)話框，運(yùn)行DOF SolutionDisplacement vector sum和Stressvon Mises stress，分別顯示長方形面板的位移云圖和應(yīng)力云圖。結(jié)果顯示如圖4-28和圖4-29所示。圖4-27 云圖顯示對(duì)話框 11圖4-28 位移變形云圖 圖4-2