ANSYS上機(jī)操作實(shí)例一平面問題的厚壁圓筒問題

[II11]介紹了利用ANSYS進(jìn)行靜力學(xué)分析的方法、步驟和過程，并對(duì)將空間問題簡(jiǎn)化為平面問題的條件、方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。平面問題所謂平面問題指的是彈性力學(xué)的平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題。當(dāng)結(jié)構(gòu)為均勻薄板，作用在板上的所有面力和體力的方向均平行于板面，而且不沿厚度方向發(fā)生變化時(shí)，可以近似認(rèn)為只有平行于板面的三個(gè)應(yīng)力分量σx、σy、τxy不為零，所以這種問題就被稱為平面應(yīng)力問題。設(shè)有無限長的柱狀體，在柱狀體上作用的面力和體力的方向與橫截面平行，而且不沿長度長度發(fā)生變化。此時(shí)，可以近似認(rèn)為只有平行于橫截面的三個(gè)應(yīng)變分量εx、εy、γxy不為零，所以這種問題就被稱為平面應(yīng)變問題。當(dāng)結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱面而載荷也對(duì)稱于該對(duì)稱面時(shí)，可以利用該對(duì)稱性，取結(jié)構(gòu)的一半進(jìn)行分析，并且約束掉對(duì)稱面上垂直方向的位移，從而減少了計(jì)算工作量。作用在內(nèi)孔上的壓力p=10MPa，無軸向壓力，軸向長度很大可視為無窮。要求計(jì)算厚壁圓筒的徑向應(yīng)力σr和切向應(yīng)力σt沿半徑r的結(jié)果進(jìn)行比較。根據(jù)材料力學(xué)的知識(shí)，σr、σt沿r方向的分布的解析解為[1][2]σrt性，可取圓筒的四分之一并施加垂直于對(duì)稱面的約束進(jìn)行分析。鈕；彈出的圖7-4所示的對(duì)話框，在左側(cè)列表中選“Structural出，徑向應(yīng)力σr和切向應(yīng)力σt與彈性模量、泊松比無關(guān)，但是，這兩個(gè)參數(shù)在有限元分析中按鈕，再次彈出的圖7-10所示的對(duì)話框，在“NDIV”文本框中輸入8，單擊“Ok”按鈕。在Lines。彈出拾取窗口，拾取面的水平直線邊，單擊“Ok”按鈕，彈出的圖7-11所示的對(duì)話按鈕。接著彈出的圖7-14所示的對(duì)話框，在“NPT”文本框中輸入1“Lab”文本框中輸入ST，在“Item,Comp”節(jié)點(diǎn)X、Y方向上的應(yīng)力即徑向應(yīng)力σr和切圖7-17所示的路徑圖即是徑向應(yīng)力σr和切向應(yīng)力σt關(guān)于半徑的分布曲線。圖中橫軸為徑-2m的點(diǎn)對(duì)應(yīng)著厚壁圓筒的外徑。讀者可以用式（7-1）計(jì)算出問題的解析解，來檢驗(yàn)有限元分析結(jié)果的精確程度。另外，讀者可能已注意到：在以上分析過程中，輸入數(shù)據(jù)中，長度單位采用國際單位制單位，則輸出數(shù)據(jù)的單位也是國際單位制單位；同樣，如果輸入數(shù)據(jù)的單