弹性力学ansys分析

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 menufilechange 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 menufilechange 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

3、击ok。（5） 选择单元类型：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，

4、在material model 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cr

5、eate rectangle by 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：utili

6、tu menuplotctrlsnumbering，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co

7、mpress numbers对话框，在label 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

8、单元尺寸大小的对话框（15） 打开关键点编号控制：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

9、，在图形上依次拾取编号为3、5、4、1的关键点，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

10、l5的线，单击apply按钮，弹出如图16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

11、lines对话框，在loads pres 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fileclose，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 menufilesave 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

12、postprocplot resultscontour plot，在item，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

13、be listed后面的选择栏中选择stress，在其右边的栏中选择components 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filesave 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1/4di