ansys法圆孔薄板受力分析.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,创新实践,姓名：,xx,学号：,班级：,用,ANSYS,求解含圆孔板受剪切荷载的问题,我们可以分三部分来解决,：,1,问题的提出,2,解决问题,3,结论,1.,问题的提出,在边长为,200m,，厚,1m,的正方形平板中心一有一小圆孔，其长半轴,a=1m,，短半轴,b=1m,，弹性模量为,80.851Gpa,，泊松比为,0.32,，无穷远处承受剪切荷载，其大小为,q=100Mpa,。分析整个板的应力分布情况，并求解沿,x,、,y,轴的应力和孔边应力随弧长（,CA,）分布图。（受力图如图,1,）,A,B,x,yC,D,图,1,受力结构图,2,解决问题,2.1,分析,问题,2.2,前处理,创建实体模型及常数设置,2.3,后处理,求解及各种应力图,2.1,分析问题,正方形板的中间有一圆形孔洞，从结构上为对称图形，而且在板周围受剪力作用，由于,受,力也对称，故可截取结构的一半来分析，取其上半部分，,可,在截取的位置施加反向约束。,2.2,运用ANSYS求解,2.2.1,前处理法,创建实体模型,ANSYS软件将图元由低级到高级予以定义，依次为关键点、线、面、体。此问题为简单的板求解应力问题，只需到创建到面即可。,按照ANSYS的命令流便可得到。,2.2.2,实体模型的网格划分,（,1,）,设置单元属性，也就是需要设置单元类型，实常数（弹性模量、泊松比）和厚度等属性。,（,2,）设置网格控制，根据需要选择网格划分的单元形状、尺寸、中节点位置等，它将直接影响分析的精度和效率。,（,3,）执行网格划分，由以上设置只需执行网格划分命令，就可以划分网格。,对于实体模型的网格划分一般分为三个步骤,：,图,2,网格图,2.2.3,施加约束条件,根据开始的分析可知需在模板下侧施加反向约束，所以只要按照,ANSYS,施加反向约束的命令施加即可,。,2.2.4,创建表面效应单元,（,1,）,在对结构施加剪切力时，并不是像施加集中力那样简单，必须创建表面效应单元,。,（,2,）,表面效应单元类似一层皮肤，覆盖在实体单元的表面。它利用实体表面的节点形成单元。因此，表面效应单元不增加节点数量（孤立节点除外），只增加单元数量。,（,3,）,创建表面效应单元很简单，只需按照命令流操作就可以，这里就不详细介绍了,。,2.2.5,施加约束,表面效应单元我们已经创建完成了，继而只要在表面效应单元上施加剪切力就可以，具体的操作步骤不做详细叙述了。,2.3,后处理,求解,求解前需要对问题的量纲统一性、分析类型、单元类型、材料参数、实常数、几何参数等设置正确，以便保证求解的正确性。,求解后可用ANSYS调出变形图及应力图。,2.3.1,变形图,图,3,变形图,2.3.2,沿,x,轴的应力分布图,沿,x,轴 应力图,图,4,沿,x,轴,应力图,沿,x,轴 应力图,图,5,沿,x,轴,应力图,沿,x,轴 应力图,图,6,应力图,从图,4,沿,x,轴的应力图中我们看出,，圆端点出现最大拉应力,10.79Mpa,，在,0-3.6m,内急剧减小至最最大压应力,9.2Mpa,，之后缓慢趋于稳定，当趋近于板边时应力趋于稳定，约为,0Mpa,。,从图,5,沿,x,轴的应力图中我们看出,，在圆端点出现最大拉应力,24.74Mpa,，,在,0-3.6,内急剧减小至最最大压应力,3.4Mpa,，,后逐渐趋近于板边时应力趋于稳定,0Mpa,。,从图,6,沿,x,轴的应力图,中我们看出，在圆端点出现最大拉应力,126Mpa,，在,0-36,内急剧减小至最大压应力,92.1Mpa,，后逐渐趋近于板边时应力趋于稳定,100Mpa,。,2.3.3,沿,y,轴的应力分布,沿,y,轴 应力图,图,7,沿,y,轴,应力图,沿,y,轴 应力图,图,8,沿,y,轴,应力图,沿,y,轴 应力图,图,9,沿,y,轴,应力图,从图,7,沿,y,轴,应力图,中我们看出，,圆端点出现,0,值，在,1.5m,处有最大拉压应力,1.1Mpa,，在,3.5m,处左右有最大压拉应力,0.46Mpa,。以后虽有小波折，后逐渐趋近于板边时应力趋于稳定,0Mpa,。,从图,8,沿,y,轴,应力图,中我们看出，,圆端点出现,0,值，在,1.5m,处有最大压应力,25Mpa,，在,3m,左右有最大拉应力,1.9Mpa,。以后虽有小波折，后逐渐趋近于板边时应力趋于稳定,0Mpa,。,从图,9,沿,y,轴,应力图,圆端点出现,0,值，在,1.5m,处有最大拉应力,126Mpa,，后逐渐趋近于板边时应力趋于稳定,100Mpa,。,2.3.4,孔边应力图,图,10,孔边应力分布图,从图,10,孔边应力分布图可知,，,大致呈正弦曲线，在,0.7m,处及,2.2m,处有极值，分别为,402Mpa,，,-403Mpa,；、大致呈直线，即处于,0,值。,3,结论,（,1,）,含圆孔方板的,x,轴方向的,应力 、,在板边为,0Mpa,，,而,在板边为,100Mpa,，,符合题目板边,q=100Mpa,。,（,2,）,含圆孔方板的,y,轴方向的,应力 、,在板边为,0Mpa,，,而,在板边为,100Mpa,，,符合题目板边,q=100Mpa,。,（,3,）,圆孔取得极值的位置及大小与解析解相差不大，即,在,正弦曲线的,45,度与,135,度取得极值,，而 、则基本为,0。,谢谢大家！,