ansys法圓孔薄板受力分析

1、 創(chuàng)新實踐 姓名： xx 學號： 用ANSYS求解含圓孔板受剪切荷載的問題 1我們可以分三部分來解決：1 問題的提出2 解決問題3 結(jié)論21.問題的提出 在邊長為200m，厚1m的正方形平板中心一有一小圓孔，其長半軸a=1m，短半軸b=1m，彈性模量為80.851Gpa，泊松比為0.32，無窮遠處承受剪切荷載，其大小為q=100Mpa。分析整個板的應力分布情況，并求解沿x、y軸的應力和孔邊應力隨弧長（CA）分布圖。（受力圖如圖1）3ABxyCD 圖1受力結(jié)構圖42 解決問題2.1 分析問題2.2 前處理創(chuàng)建實體模型及常數(shù)設置2.3 后處理求解及各種應力圖52.1分析問題 正方形板的中間有一圓形

2、孔洞，從結(jié)構上為對稱圖形，而且在板周圍受剪力作用，由于受力也對稱，故可截取結(jié)構的一半來分析，取其上半部分，可在截取的位置施加反向約束。62.2 運用ANSYS求解2.2.1 前處理法創(chuàng)建實體模型 ANSYS軟件將圖元由低級到高級予以定義，依次為關鍵點、線、面、體。此問題為簡單的板求解應力問題，只需到創(chuàng)建到面即可。按照ANSYS的命令流便可得到。72.2.2 實體模型的網(wǎng)格劃分（1）設置單元屬性，也就是需要設置單元類型，實常數(shù)（彈性模量、泊松比）和厚度等屬性。（2）設置網(wǎng)格控制，根據(jù)需要選擇網(wǎng)格劃分的單元形狀、尺寸、中節(jié)點位置等，它將直接影響分析的精度和效率。（3）執(zhí)行網(wǎng)格劃分，由以上設置只需執(zhí)

3、行網(wǎng)格劃分命令，就可以劃分網(wǎng)格。對于實體模型的網(wǎng)格劃分一般分為三個步驟：8 圖2 網(wǎng)格圖92.2.3 施加約束條件根據(jù)開始的分析可知需在模板下側(cè)施加反向約束，所以只要按照ANSYS施加反向約束的命令施加即可。102.2.4 創(chuàng)建表面效應單元（1）在對結(jié)構施加剪切力時，并不是像施加集中力那樣簡單，必須創(chuàng)建表面效應單元。（2）表面效應單元類似一層皮膚，覆蓋在實體單元的表面。它利用實體表面的節(jié)點形成單元。因此，表面效應單元不增加節(jié)點數(shù)量（孤立節(jié)點除外），只增加單元數(shù)量。（3）創(chuàng)建表面效應單元很簡單，只需按照命令流操作就可以，這里就不詳細介紹了。112.2.5 施加約束表面效應單元我們已經(jīng)創(chuàng)建完成了，

4、繼而只要在表面效應單元上施加剪切力就可以，具體的操作步驟不做詳細敘述了。122.3 后處理求解求解前需要對問題的量綱統(tǒng)一性、分析類型、單元類型、材料參數(shù)、實常數(shù)、幾何參數(shù)等設置正確，以便保證求解的正確性。求解后可用ANSYS調(diào)出變形圖及應力圖。132.3.1 變形圖 圖3 變形圖142.3.2 沿x軸的應力分布圖沿x軸 應力圖 圖4 沿x軸 應力圖15沿x軸 應力圖 圖5 沿x軸 應力圖16沿x軸 應力圖 圖6 應力圖17 從圖4 沿x軸的應力圖中我們看出，圓端點出現(xiàn)最大拉應力10.79Mpa，在0-3.6m內(nèi)急劇減小至最最大壓應力9.2Mpa，之后緩慢趨于穩(wěn)定，當趨近于板邊時應力趨于穩(wěn)定，約

5、為0Mpa。從圖5 沿x軸的應力圖中我們看出，在圓端點出現(xiàn)最大拉應力24.74Mpa，在0-3.6內(nèi)急劇減小至最最大壓應力3.4Mpa，后逐漸趨近于板邊時應力趨于穩(wěn)定0Mpa。 18 從圖6 沿x軸的應力圖中我們看出，在圓端點出現(xiàn)最大拉應力126Mpa，在0-3.6內(nèi)急劇減小至最大壓應力92.1Mpa，后逐漸趨近于板邊時應力趨于穩(wěn)定100Mpa。 192.3.3 沿y軸的應力分布沿y軸 應力圖 圖7 沿y軸 應力圖20沿y軸 應力圖 圖8 沿y軸 應力圖21沿y軸 應力圖 圖9 沿y軸 應力圖22 從圖7 沿y軸 應力圖中我們看出，圓端點出現(xiàn)0值，在1.5m處有最大拉壓應力1.1Mpa，在3.

6、5m處左右有最大壓拉應力0.46Mpa。以后雖有小波折，后逐漸趨近于板邊時應力趨于穩(wěn)定0Mpa。從圖8 沿y軸 應力圖中我們看出，圓端點出現(xiàn)0值，在1.5m處有最大壓應力2.5Mpa，在3m左右有最大拉應力1.9Mpa。以后雖有小波折，后逐漸趨近于板邊時應力趨于穩(wěn)定0Mpa。 23 從圖9 沿y軸 應力圖圓端點出現(xiàn)0值，在1.5m處有最大拉應力126Mpa，后逐漸趨近于板邊時應力趨于穩(wěn)定100Mpa。242.3.4 孔邊應力圖 圖10 孔邊應力分布圖25 從圖10 孔邊應力分布圖可知， 大致呈正弦曲線，在0.7m處及2.2m處有極值，分別為402Mpa，-403Mpa； 、 大致呈直線，即處于0值。 263 結(jié)論 （1）含圓孔方板的x軸方向的應力 、 在板邊為0Mpa，而 在板邊為100Mpa，符合題目板邊q=100Mpa。 （2）含圓孔方板的y軸方向的應力 、 在板邊為