弹性力学课程设计

弹性力学大作业

单位厚度的正方形薄板中心开圆孔

问题描述

设计一个单位厚度的正方形薄板，面积为48m*48m，中心开小孔（孔半径为3m），通过在薄板x方向两侧加均布压力荷载0.25 Mpa。来考察薄板中的应力和应变状态。

分网模式

作业中使用Ansys有限元软件，进行板的制作及智能分网，划分单元选用三节点为常应变单元，分网的网格大小采用1的大小。

方案设计

1、利用对称性，取1/4正方形平板，分析其受力情况。建立有限

元模型。

2，对上述开口板采用三节点分网与四节点分网比较。

3，分网分别采用Smart Size 1，Smart Size 2。

实验步骤1/4平板（圆孔）

单元选择

三节点常应变单元

本实验对结点采用智能选择和划分网格：首先采用Smart Size 1

作用均布荷载后模型如图所示

应力图X轴

应力图Y轴

采用Smart Size 2划分网格

应力图X轴

应力图Y轴

四节点四边形单元分析

同样采用智能网格划分：首先采用Smart Size 1

应力图X轴

应力图Y轴

采用Smart Size 2划分网格

应力图X轴

应力图Y轴结果分析

1，对于无限大的板宽的孔边应力集中问题，当边界施加大小为q 的均布荷载，由齐尔西解答可知，应力在孔边可达均布荷载大小的三倍，但随着远离孔边而趋近于q。

2，在离孔较近的地方应力有显著的改变，而离孔洞较远以及边界的地方受力均匀，没有明显突变。孔中拐角点出，应力突变。

3，从结果上看去，节点增加，精度未必会提高，网格划分越细致结果未必精确。

心得体会

由于初次接触有限元分析软件，起初很不着头绪，先是对整个圆孔木板分析，尝试扩大和减小圆孔的大小来分析，由于对然间不熟练一直没有什么结果。后来，大家互相讨论，同时也咨询了一些学长，参考一些有限元软件书籍，终于是运用对称性来解决与分析这一问题。无论是什么知识，都需要我们去一点一点的学习，掌握，并熟练运用，我们不能畏惧困难，不能闭门造车，应当善于运用学习资源来武装自己。