有限元分析

有限元分析实验报告
李蒙（学号）10076130123 机电学院13级学硕
一、问题描述
Project 2问题，使用软件：Ansys 14.0经典版。

分析在板件相同，加载方式，边界条件相同的情况下，分析不同孔径时，整体板件内部应力变化情况。

孔径分别取R1、R1.5、R2、R2.5、R3、R3.5。

二、材料参数
泊松比0.3，弹性模量E=200Gpa。

三、模型描述
模型采用Solid（8 node 183）8节点六面体单元，呈平面状，设置厚度（Thickness=1mm），网格划分采用Manual Size方式，网格大小取0.1，划分如图1所示。

A
B
图1 网格划分与边界条件位置
四、边界条件
内孔如图1所示6、7两点，设置为Displacement，x、y、z方向均未产生位移，加载窗口如图2所示。

图2 边界条件加载窗口
五、初始条件
在两侧加载平均应力Pressure，均为1000n/mm如图3所示。

图3 Pressure应力加载窗口
六、结果分析
分析在板件相同，加载方式，边界条件相同的情况下，分析不同孔径时，整体板件内部应力变化情况。

孔径分别取R1、R1.5、R2、R2.5、R3、R3.5。

得到整体板件Nodal solution，图下表所示，从中可以得到平均应变DMX，平均最大应力SMX和平均最小应力SMN，并对以上三个数据进行分析。

Nodal solution
根据实验，板件最大应变如图2曲线。

可得结论：最大应变出现在受力方向中间位置，且中间位置应变最大，应变量向两侧逐渐递减。

整体板件随孔径增大，应变量逐渐增加，且呈同比增长趋势。

图2 应变曲线
根据实验数据，平均最大应力（SMX）与平均最小应力（SMN）随孔径增大曲线如图3所示。

可得结论：SMX随孔径增加逐渐增加，且呈同比增长趋势，最大应力出现位置均在孔径A、B位置，实际中也未该处容易出现撕裂；SMN曲线可以看到最小应力不规则分布，但整体SMN随孔径增加有下降趋势，可以初步确定当孔径增加时，板件更容易发生应力集中。

图3 应力曲线
八、建议
应该多增加软件具体操作方面的知识，增强学生上机动手使用能力，能够解决实际工程问题。