弹性力学ansys分析.doc

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1、 图1为一个承受内压的薄板，在其中心位置有一个小圆孔，相关的结构尺寸参考图1所示。 材料属性：弹性模量E=2e11Pa，泊松比为0.3。 拉伸载荷为：q=3000Pa。 平板的厚度为：t=0.01mm。 通过简单力学分析，该问题属于平面应力问题，又因为平板结构的对称性，所以只要分析其中的1/4即可，如图2所示。 图1 板的结构示意图 图2 有限元分析见图一、前处理（1） 定义工作文件名：Utility Menu Jobname，弹出如图3所示的Change Jobname对话框，在Enter new Jobname后面的输入栏中输入Plate，并将New Log and error files

2、复选框选为yes，单击OK。 图3 定义工作文件名对话框（2） 定义工作标题：Utility Menu Title，在出现的对话框中输入The Analysis of Plate Stress with small Circle，单击OK。 图4 定义工作标题对话框（3） 重新显示：Utility MenuPlotReplot。（4） 关闭三角坐标符号：Utility MenuPlotCtrlsWindow ControlsWindow options，弹出一个对话框，在Location of triad 后面的下拉式选择框中，选择Not Shown，单击OK。（5） 选择单元类型：Main

3、MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete，弹出Element Type对话框，单击Add按钮，又弹出如图5所示的Library of Element Types对话框，在选择框中分别选择Structural Solid和Quad 8node 82，单击OK，然后单击Close。 图5 选择单元类型对话框 （6） 设置材料属性：Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models，弹出如图6所示的Define Material Model Behavior对话框，在Material Model Avai

4、lable下面的选择栏中，双击打开StructuralLinearElasticIsotr-opic，又弹出Linear Isotropic Properties for Material Number 1对话框，在EX后面的输入栏中输入2e11，在PRXY后面的输入栏中输入0.3，单击OK，然后单击菜单栏上的MaterialExit选项，完成材料属性的设置。 图6 定义材料属性对话框 （7） 生成一个矩形面：Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasRectangleBy Dimensions，弹出如图7所示的Create Rectangle by Di

5、mensions对话框，在坐标栏中依次输入X1=0，X2=10，Y1=0，Y2=10，如图中所示，单击OK。 图7 生成矩形面的对话框（8） 生成一个小圆孔：Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasCircleSolid Circle，弹出如图8所示的Solid Circular Area对话框，在WP X后面的输入栏中输入0，在WP Y后面的输入栏中输入0，在Radius后面输入栏中输入5，单击OK，生成的结果如图9所示。 图8 生成圆面对话框 图9 生成的圆面和矩形面的结果显示（9） 打开面编号控制：Utilitu MenuPlotCtrlsNumb

6、ering，弹出如图10所示的Plot Numbering Controls对话框，单击AREA Area nembers后面的单选按钮使其显示为On，单击OK。 图10 面编号控制对话框 （10） 进行面相减操作：Main MenuPreprocessorOperateBooleansSubtractAreas，弹出一个拾取框，在图形上拾取编号为A1的面，单击OK，然后再拾取编号为A2的圆面，单击OK。（11） 编号压缩设置：Main MenuPreprocessorNumbering CtrlsCompress Numbers，弹出如图11所示的Compress Numbers对话框，在L

7、abel Item to be compressed后面的下拉式选择框中选择All，单击OK。 图11 编号压缩对话框（12） 重新显示：Utility MenuPlotReplot。（13） 保存几何模型：单击工具栏上的Save_DB按钮。（14） 设置网格的尺寸大小：Main MenuPreprocessorMeshingSize CntrlsManualSizeGolbal-Size，弹出一个如图12所示的Global Element Size对话框，在SIZE Element edge length后面输入栏中输入0.5，单击OK。 图12 设置单元尺寸大小的对话框（15） 打开关键点

8、编号控制：Utility MenuPlotCtrlsNumbering，弹出如图10所示的Plot Numbering Controls对话框，单击KP Keypoint numbers后面的单选按钮使其显示为ON，单击OK。（16） 网格划分：Main MenuPreprocessorMeshingMeshTool，弹出如图13所示的M而是Tool对话框，在Shape后面的单选按钮中分别选中Quad和Mapped，在其下拉式选择框中选中Pick corners，单击Mesh按钮，又弹出一个拾取框，在图形上拾取编号为A1的面，单击OK，再次弹出一个拾取框，在图形上依次拾取编号为3、5、4、1的

9、关键点，单击OK，则生成的网格如图14所示。 图13 网格划分工具栏 图14 生成的单元网格结果显示二、求解（1） 打开线编号显示：Utility MenuPlotCtrlsNumbering，弹出如图15所示的Plot Numbering Controls对话框，单击LINE line numbers后面的单选按钮使其显示为On，单击OK。 图15 施加边界条件的对话框（2） 施加约束条件：Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructrualDisplacementOn Lines，弹出一个拾取框，在图形上拾取编号为L5的线，单击Apply按钮，弹出如图1

10、6的Apply U，ROT on lines对话框，在DOFs to be Constrained后面的选择栏中选择UX项，单击对话框上的Apply按钮，然后又弹出一个拾取框，在图形上拾取编号为L4的线，单击OK，又弹出如图17的对话框，在在DOFs to be Constrained后面的选择栏中选择UY项，单击OK。（3） 施加载荷：Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructrualPressureOn lines，弹出一个拾取框，在图形上拾取编号为L3的线，单击OK，又弹出如图18的Apply PRES on lines对话框，在Loads PRES

11、 value后面的输入栏中输入3000，单击OK。 图16 施加载荷的对话框 图17 施加载荷的结果显示（4） 求解：Main MenuSolutionSolveCurrent LS，弹出一个信息提示框和对话框，浏览完毕后单击，单击对话框上的OK，开始求解运算，当出现一个Solution is done的信息提示框时，单击Close按钮，完成求解运算。（5） 保存分析结果：Utility Menu as，弹出一个对话框，输入Plate_Resu，单击OK。三、后处理（1） 位移云图显示：Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour Plot，在Ite

12、m，Comp Item to be contoured后面的左栏中选择DOF Solution，在右栏的选择栏中选中Translation USUM，在KUND Item to be Plotted后面的单选按钮处选中Def+Undeformed，单击OK，生成结果如图18所示。 图18 位移云图的结果显示（2） 列表节点的应力分量：Main MenuGeneral PostprocList ResultsNodal Solution，弹出一个如图19所示的List Nodal Solution对话框，在Item to be listed后面的选择栏中选择Stress，在其右边的栏中选择Com

13、ponents SCOMP，单击OK，这是每个节点角节点的6个应力分量将以裂变的方式显示出来，如图20所示。单击列表窗口上的 as选项，用户可将它作为一个文本文件保存。 图19 列出节点结果选项对话框 图20 单元角节点的6个应力分量的结果显示（3） 浏览节点上的Von Mises应力值：Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour plotNodal Solu，弹出如图21所示的Contour Nodal Solution Data对话框，在Item to be contoured后面的做栏中选择Stress，在右边栏中选择Von Mises SE

14、QV，单击OK，生成结果如图22所示。 图21 节点应力云图设置对话框 图22 节点的Von-Mise应力云图显示（4） 设置扩展模式：Utility MenuPlotCtrlsStyleSymmetry ExpansionPeriodic/cyclic Symmetry Expansion，弹出如图23所示的Periodic/Cyclic Symmetry Expansion对话框，单击选中1/4Dihedral Sym，单击OK，生成的结果如图24所示。 图23 设置扩展模式对话框 图24 扩展生成的结果显示（5） 以等值线方式显示：Utility MenuPlotCtrlsDevice Options，弹出如图25所示的Device Options对话框，单击Vector mode后面的复选框，使其处于On，单击OK，结果如图26所示。 图25 选择等值线显示控制对话框图26 Mises应力等值线的结果显示四、退出ANSYS19 / 19文档可自由编辑