ansys法圆孔薄板受力分析.ppt

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,y,C,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。,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,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。,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。,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,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0-3.6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。,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2.5Mpa，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。,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！,