弹性力学ansys分析.docx

1、弹性力学ansys分析 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 e

2、rror files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

3、：Main 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

4、 Available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 b

5、y Dimensions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 MenuPlotCtrlsNu

6、mbering，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）打开关键点编号控制

8、：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的关键点，单

9、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16的Apply

10、 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 value后面

11、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Item，Comp Item

12、 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Components SCOM

13、P，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 SEQV，单击OK，生成结果如

14、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ANSYS