ansys法圆孔薄板受力分析.pptx

《ansys法圆孔薄板受力分析.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ansys法圆孔薄板受力分析.pptx（27页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1.问题的提出问题的提出 在在边边长长为为200m，厚厚1m的的正正方方形形平平板板中中心心一一有有一一小小圆圆孔孔，其其长长半半轴轴a=1m，短短半半轴轴b=1m，弹弹性性模模量量为为80.851Gpa，泊泊松松比比为为0.32，无无穷穷远远处处承承受受剪剪切切荷荷载载，其其大大小小为为q=100Mpa。分分析析整整个个板板的的应应力力分分布布情情况况，并并求求解解沿沿x、y轴轴的的应应力力和和孔孔边边应应力力随随弧弧长长（CA）分布图。（受力图如图）分布图。（受力图如图1）第1页/共27页ABxyCD 图图1受力结构图受力结构图第2页/共27页2 解决问题解决问题2.1 分析问题2.2 前

2、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第3页/共27页2.1分析问题分析问题 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。半来分析，取其上半部分，可在截取的位置施加反向约束。第4页/共27页2.2 运用运用ANSYSANSYS求解求解2.2.1 前处理法创建实体模型 ANSYSANSYS软件将图元由低级到高级予以定义，软件将图元由低级到高级予以定义，依次为关键点、

3、线、面、体。此问题为简单的依次为关键点、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。按照板求解应力问题，只需到创建到面即可。按照ANSYSANSYS的命令流便可得到。的命令流便可得到。第5页/共27页2.2.2 实体模型的网格划分实体模型的网格划分（1 1）设置单元属性，也就是需要设置单元类型，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。实常数（弹性模量、泊松比）和厚度等属性。（2 2）设置网格控制，根据需要选择网格划分的单）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，它将直接影响分元形状、尺寸、中节点位置等，它将直接影

4、响分析的精度和效率。析的精度和效率。（3 3）执行网格划分，由以上设置只需执行网格划）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。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对于实体模型的网格划分一般分为三个步骤：第6页/共27页 图图2 网格图网格图第7页/共27页2.2.3 施加约束条件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，根据开始的分析可知需在模板下侧施加反向约束，所以只要按照所以只要按照ANSYSANSYS施加反向约束的命令施加即可施加反向约束的命令施加即可。第8页/共27页2.2.4 创建表面效应单元创建表面效应单元（1）在对结构

5、施加剪切力时，并不是像施加集中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。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操作就可以，这里就不详细介绍了。第9页/共27页2.2.5

6、施加约束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。上施加剪切力就可以，具体的操作步骤不做详细叙述了。第10页/共27页2.3 后处理后处理求解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。参数、实常数、几何参数等设置正确，以便保证求解的正确性。求解后可用求解后可用ANSYSANSYS调出变形图及应力图。调出变形图及应力图。第11页/共27页2.3.1

7、变形图变形图 图图3 变形图变形图第12页/共27页2.3.2 沿沿x轴的应力分布图轴的应力分布图沿沿x轴轴 应力图应力图 图图4 沿沿x轴轴 应力图应力图第13页/共27页沿沿x轴轴 应力图应力图 图图5 沿沿x轴轴 应力图应力图第14页/共27页沿沿x轴轴 应力图应力图 图图6 应力图应力图第15页/共27页 从从图图4 沿沿x轴轴的的应应力力图图中中我我们们看看出出，圆圆端端点点出出现现最最大大拉拉应应力力10.79Mpa，在在0-3.6m内内急急剧剧减减小小至至最最最最大大压压应应力力9.2Mpa，之之后后缓缓慢慢趋趋于于稳稳定定，当趋近于板边时应力趋于稳定，约为当趋近于板边时应力趋于

8、稳定，约为0Mpa。从从图图5 沿沿x轴轴的的应应力力图图中中我我们们看看出出，在在圆圆端端点点出出现现最最大大拉拉应应力力24.74Mpa，在在0-3.6内内急急剧剧减减小小至至最最最最大大压压应应力力3.4Mpa，后后逐逐渐渐趋趋近近于于板板边边时应力趋于稳定时应力趋于稳定0Mpa。第16页/共27页 从从图图6 沿沿x轴轴的的应应力力图图中中我我们们看看出出，在在圆圆端端点点出出现现最最大大拉拉应应力力126Mpa，在在0-3.6内内急急剧剧减减小小至至最最大大压压应应力力92.1Mpa，后后逐逐渐渐趋趋近近于于板板边边时时应应力力趋于稳定趋于稳定100Mpa。第17页/共27页2.3.

9、3 沿沿y轴的应力分布轴的应力分布沿沿y轴轴 应力图应力图 图图7 7 沿沿y y轴轴 应力图应力图第18页/共27页沿沿y轴轴 应力图应力图 图图8 沿沿y轴轴 应力图应力图第19页/共27页沿沿y轴轴 应力图应力图 图图9 沿沿y轴轴 应力图应力图第20页/共27页 从从图图7 沿沿y轴轴 应应力力图图中中我我们们看看出出，圆圆端端点点出出现现0值值，在在1.5m处处有有最最大大拉拉压压应应力力1.1Mpa，在在3.5m处处左左右右有有最最大大压压拉拉应应力力0.46Mpa。以以后后虽虽有有小小波波折折，后后逐逐渐渐趋趋近近于于板板边边时时应应力力趋趋于于稳稳定定0Mpa。从从图图8 沿沿

10、y轴轴 应应力力图图中中我我们们看看出出，圆圆端端点点出出现现0值值，在在1.5m处处有有最最大大压压应应力力2.5Mpa，在在3m左左右右有有最最大大拉拉应应力力1.9Mpa。以以后后虽虽有有小小波波折折，后后逐渐趋近于板边时应力趋于稳定逐渐趋近于板边时应力趋于稳定0Mpa。第21页/共27页 从从图图9 沿沿y轴轴 应应力力图图圆圆端端点点出出现现0值值，在在1.5m处处有有最最大大拉拉应应力力126Mpa，后后逐逐渐渐趋趋近近于于板边时应力趋于稳定板边时应力趋于稳定100Mpa。第22页/共27页2.3.4 孔边应力图孔边应力图 图图10 孔边应力分布图孔边应力分布图第23页/共27页

11、从从图图10 孔孔边边应应力力分分布布图图可可知知，大大致致呈呈正正弦弦曲曲线线，在在0.7m处处及及2.2m处处有有极极值值，分分别别为为402Mpa，-403Mpa；、大大致致呈呈直直线线，即即处处于于0值。值。第24页/共27页3 结论结论（1）含含圆圆孔孔方方板板的的x轴轴方方向向的的应应力力 、在在板板边边为为0Mpa，而而 在在板板边边为为100Mpa，符符合合题题目目板板边边q=100Mpa。（2）含圆孔方板的含圆孔方板的y轴方向的应力轴方向的应力 、在在板边为板边为0Mpa，而而 在板边为在板边为100Mpa，符合题目符合题目板边板边q=100Mpa。（3）圆孔取得极值的位置及大小与解析解相圆孔取得极值的位置及大小与解析解相差不大，即差不大，即 在正弦曲线的在正弦曲线的45度与度与135度取得极度取得极值，而值，而 、则基本为则基本为0。第25页/共27页第26页/共27页感谢您的观赏！第27页/共27页