ansys法圆孔薄板受力分析
弹性力学ansys分析
图1为一个承受内压的薄板，在其中心位置有一个小圆孔，相关的结构尺寸参考图1所示。
材料属性：弹性模量E=2e11Pa，泊松比为0.3。
拉伸载荷为：q=3000Pa。
平板的厚度为：t=0.01mm。
通过简单力学分析，该问题属于平面应力问题，又因为平板结构的对称性，所以只要分析其中的1/4即可，如图2所示。
图1 板的结构示意图图2 有限元分析见图一、前处理（1）定义工作文件名：Utility Menu>File>Change Jobname，弹出如图3所示的Change Jobname对话框，在Enter new Jobname后面的输入栏中输入Plate，并将New Log and error files复选框选为yes，单击OK。
图3 定义工作文件名对话框（2）定义工作标题：Utility Menu>File>Change Title，在出现的对话框中输入The Analysis of Plate Stress with small Circle，单击OK。
图4 定义工作标题对话框（3）重新显示：Utility Menu>Plot>Replot。
（4）关闭三角坐标符号：Utility Menu>PlotCtrls>Window Controls>Window options，弹出一个对话框，在Location of triad 后面的下拉式选择框中，选择Not Shown，单击OK。
（5）选择单元类型：Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，弹出Element Type对话框，单击Add按钮，又弹出如图5所示的Library of Element Types对话框，在选择框中分别选择Structural Solid和Quad 8node 82，单击OK，然后单击Close。
ansys 圆孔板受压 例
【例6-1】如图6-2所示，E=30e6,两端压力100，中心孔内线压分布力500向外，取对称进行分析。
ANSYS解题命令如下：/PREP7 $ET,1,PLANE42MP,EX,1,30E6K,1K,2,15K,3,15,2K,4,15,5 K,5,15,8 K,6,15,10K,7,,10K,8,15,5L,1,2L,2,3L,5,6L,6,7L,7,1CIRCLE,4,3,8,5,180NUMMRG,KP ！合并重合点AL,ALL！几何模型创建完毕ESIZE,,4 ！指定线段要分成的元素的数目为4，可以用网格划分工具方便实现AMESH,ALLFINISH！网格划分完毕/SOLULSEL,S,LINE,5 ！只指定线段5有效NSLL,S,1 ！指定线段5上的所有节点有效SF,ALL,PRES,100,0 ！施中压力ALLSEL ！选中所有对象有效LSEL,S,LINE,6,7 ！只指定线段6有效NSLL,S,1 ！线段6上的所有节点有效SF,ALL,PRES,500 ！施加压力ALLSEL！在执行下一步前，可能先要设置一下间隙误差为0.05，参见图6-3 NSEL,S,LOC,X,14.99,15.01 ！只指定X坐标在14.99—15.01范围内的有效DSYM,SYMM,X ！对称约束ALLSELSOLVEFINISH！求解完毕/POST/PLDISP,1 ！显示变形图/PLNSOL,S,EQV ！显示等应力线图，如图6-4。
/PRNSOL ！列出节点应力！检查结果。
带中心圆孔矩形薄板有限元ANSYS报告
有限元计算报告题目：带中心圆孔的矩形薄板。
共（10）页班级：***姓名：***学号：***南京航空航天大学2013年5月12日目录摘要1 、计算题目及要求 (3)2 、计算方法及解题思路 (4)3 、原始数据 (5)4 、计算结果及分析 (6)5 、结论 (11)附录 (11)摘要：有限元法是一门技术基础课，是力学与现代计算技术相结合的产物，在现代结构设计方法中具有重要的意义。
本文应用Ansys软件对矩形平面梁进行计算分析，利用不同尺寸的网格计算指定点的位移和应力，并选出最优网格求出指定面或线的应力、挠度分布。
通过本次作业，加深对有限元法基本理论的理解，熟悉Ansys程序求解工程问题的一般步骤和方法。
1、计算题目及要求一矩形薄板，中心处有一圆孔，尺寸如图所示，厚度 t= 1.0 cm 。
在板的两端作用有均布拉力q= 128 kg / cm。
已知材料的弹性模量E，μ= 0.28，γ=7.8g/ cm2。
求：（1）试用3种疏密不同的网格进行计算，比较 A, B, C 三点处的应力，从而说明有限元法的收敛性。
（2）按最佳结果给出沿 Ox 轴、Oy 轴的应力分布。
（3）若在板的上、下表面也作用有均布拉力 q，两端同时作用有均布拉力q 时，以最佳网格分别计算沿 Ox 轴、Oy 轴的应力分布。
说明：（a）小孔的直径Φ取12 cm 。
（b）第（1）、（2）需与弹性理论解进行比较。
（c）均不考虑自重。
2、计算方法及解题思路：本结构是一个矩形薄板结构，由于长度和宽度远远大于其厚度，可将其视为平面应力问题，选取Plane82二维8节点实体单元。
有限元Ansys程序大致操作过程为：建立几何模型、选择单元类型、输入材料特性、网格划分、施加约束和载荷；求解；后处理。
本题求解指定点应力和沿特定路线应力分布。
通过定义keypoint实现，这样就可以查找该点处的应力；查看指定线上的应力分布，可以通过定义代表该线的路径实现。
模型简化：利用对称性原理，我们可以只对平板的四分之一进行研究。
薄板圆孔的ANSYS分析
板中圆孔的应力集中问题：如图所示为一个承受单向拉伸的无限大板，在其中心位置有一个小圆孔。
材料属性为弹性模量E=211Pa，泊松比为0.3，拉伸载荷q=1000Pa，平板厚度t=0.1.1、定义工作名和工作标题（1）定义工作文件名：在弹出的Change Jobname对话框中输入Plate。
选择New log and error files复选框，单击OK按钮。
（2）定义工作标题：在弹出的的Change Title对话框中输入The analysis of plate stress with small circle,单击OK按钮。
（3）重新显示：执行replot命令。
2、定义单元类型和材料属性（1）选择单元类型：在弹出的Element Type中，单击Add按钮，弹出所示对话框，选择Structural Solid和Quad 8node 82选项，单击OK，然后单击close。
（2）设置材料属性：在弹出的define material models behavior窗口中，双击structural/linear/elastic/isotropic选项，弹出linear isotropic material properties formaterial number 1对话框，EX和PRXY分别输入2e11和0.3，单击OK，执行exit命令。
（3）保存数据：单击SAVE_DB按钮。
3、创建几何模型（1）生成一个矩形面：执行相应操作弹出create rectangle by dimensions对话框，输入数据，单击OK，显示一个矩形。
（2）生成一个小圆孔：执行创建圆的操作弹出对话框，输入数据，单击OK，生成一个圆。
（3）执行面相减操作：执行Booleans/Subtract/Areas命令，生成结果如图示。
（4）保存几何模型：单击SAVE_DB按钮。
4、生成有限元网格（自由网格划分）（1）设置网格的尺寸大小：执行size cntrlsl-global-size命令，弹出对话框，在element edge lenge文本框中输入0.5，单击OK.（2）采用自由网格划分：执行mesh/areas/free命令，生成网格模型如图示。
Ansys模拟具有中心孔的薄壁圆筒受循环拉伸载荷作用的响应
Ansys模拟具有中心孔的薄壁圆筒受循环拉伸载荷作用的响应问题描述：薄壁圆筒:内半径：100mm, 外半径：110mm,, 圆筒长度:500mm，中心孔半径：10mm。
使用 Chaboche 非线性随动强化模型模拟中心孔的薄壁圆筒受均匀循环拉伸载荷作用的响应。
均匀循环拉伸载荷幅值：10MPa。
Chaboche 模型是多分量非线性随动强化模型，允许用户迭加几种随动强化模型。
用户可应用Chaboche 选项来模拟单调强化和包辛格效应。
这个选项还允许用户模拟材料的棘轮和调整(Shakedown)效应。
把 Chaboche选项与各向同性硬化模型选项BISO、MISO、NLISO 组合起来，可以进一步模拟周期强化或软化。
屈服函数为：背应力 { a } 是五个随动模型的重叠:这种模型有 1+2n 个常数，式中 n 是采用的随动强化模型数， Ci 和γi 是材料常数。
已知背应力的演化是非线性的，因此命名为‘非线性’ 随动强化。
也有与温度 T 的相关项 (上面公式的最后一项)。
注意若 n=1 且γ1=0,CHAB 简化为BKIN(α1 没有极限值)。
模型适合于大应变分析。
Chaboche 模型：先定义线性材料属性(如 EX,PRXY)，然后是 C1 为屈服应力，C2 为第一个随动模型的 C1 常数，C3 为第一个随动模型的γ1 常数，C4 为第二个随动模型的C2 常数，C5 为第二个随动模型的γ2 常数，…一直到 C11。
1、设置模拟类型2 选择单元类型Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add→select Solid Brick 8node 185 →OK→Close3 定义材料参数（弹性模量：E=26.3e6Pa,泊松比:v =0.3，初始屈服强度:σy=C1=18.8e3Pa）Main Menu → Preprocessor → Material Props → Material Models → Structural → Nonlinear →Inelastic → Rate Independent → Kinematic Hardening Plasticity → Mises Plasticity → Chaboche →EX=26.3e6, PRXY=0.3 → OK → 现在输入 Chaboche 常数。
实验四薄板圆孔的有限元分析
（2） 生成一个圆孔 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>Solid Circle，弹出如图所示的 【Solid Circular Area】对话框。分别在【WP X】、【WP Y】和【Radius】文本框中输入“0”、 “0”、“5”。单击 OK 按钮，生成结果如下左图所示。 （3） 执行面相减操作 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Areas，弹出一个拾取 框。拾取编号为 A1 的面，单击 OK 按钮。然后拾取编号为 A2 的圆面，单击 OK 按钮。生 成结果如下右图所示。
泊松比=0.3 拉伸载荷：
P=1000Pa 几何参数：
平板厚度 t=0.1m。 单元类型：
Structural Solid Quad 8node 82 1. 定义工作文件名和工作标题 （1） 定义工作文件名 Utility Menu>File>Change Jobname，输入文件名，选择【New log and error files】复选框， 单击 OK 按钮。 （2） 定义工作标题 Utility Menu>File>Change Title，输入工作标题，单击 OK。 （3） 重新显示 Utility Menu>Plot>Replot （4） 关闭三角坐标符号 Utility Menu>PlotCtrls>Window Controls>Window Options，弹出【Windows Options】对
单击 Add 按钮，弹出如图所示的【Library of Element Types】对话框。选择“Structural Solid” 和“Quad 8node 82”选项，单击 OK 按钮，然后单击 Close 按钮。
平面受力支架ansys分析
如图所示板件，其中心位置有一个小圆孔，尺寸如图，材料弹性模量为2×105N/mm2 ,泊松比u=0.3，拉伸荷载q=20N/mm，平板厚度t=20mm
1，工作环境设置
(1)打开ansys
(2)勾选structural进行分析
2，建立几何模型
（1）在xy平面建立一个矩形
（2）创建实体园
（3）布尔减asba，1,2 3，定义单元属性（1）定义单元类型
（2）定义材料特征
（3）定义实常数厚度“20”
4，划分网格
（1）采用默认网格属性指派
（2）设定网格尺寸网格边长5mm （3）划分网格自由划分
5，加载与求解
（1）定义分析类型“static”
（2）左端施加固定约束
（3）右端施加均布荷载均不压力计算为-1
（4）显示有限元模型荷载转换几何荷载到有限元模型上
（5）求解solution-solve-current ls 6，后处理，查看计算结果
（1）查看变形
（2）绘制第一主应力等值曲线云图。
有限元作业一带孔平板圆孔应力集中分析。二内六角扳手静力分析。三弹簧质量阻尼系统受谐载荷响应分析
学号：S2*******程序版本：ANSYS 10作业一：带孔平板圆孔应力集中分析问题描述：如右图所示，一个承受单向拉伸的无限大板，在中心位置有一个小圆孔。
材料属性为弹性模量a P E 6101⨯=，泊松比为0，拉伸的均布载荷Pa p 7101⨯=，平板厚度mm t 1=。
ANSYS 10 分析步骤：1. 定义工作文件名：Utility Menu>File>Change Jobname>输入Plate>OK2. 定义工作标题：Utility Menu>File>Change Title>输入The Ansysis of Plate withsmall Circle>OK3. 重新显示：Utility Menu>Plot>Replot4. 设置系统单位制：命令输入窗口，输入命令/UNITS,SI 并回车5. 设置计算类型：ANSYS Main Menu>Preferences>选Structural>OK6. 选择单元类型：ANSYS Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delte>Add>选Solid Quad 4node 42>OK>Options>K3:Plate Strs w/thk>OK>Close7. 定义实常数：ANSYS Main Menu>Preprocessor>Real Constants> Add/Edit/Delte>Add>OK>在THK 输入1 >OK>Close8. 定义材料特性：ANSYS Main Menu>Preprocessor>Material Props> Material Models>双击选Structural>双击Linear>双击Elastic>双击Isotropic>在EX 输入1e6，PRXY 输入0>OK>点击“X”关闭9. 生成平面方板：ANSYS Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By2 Corners>输入WP X:0 WP Y:0 Width:10 Height:10 >OK10. 生成圆孔平面：ANSYS Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>SolidCircle>输入WP X:5 WP Y:5 Radius:1 >OK11. 布尔运算生成孔：ANSYS Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Areas>选方板>点OK(Multi Entities 窗)>OK(Subtract Areas 窗) 选方板>点NEXT>OK(Multi Entities 窗)>OK(Subtract Areas 窗)12. 网格划分：ANSYS Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshTool>Size Control:Global>set>在NDIV 输入6>OK> MeshTool> Mesh>Pick All>Close(Warning)> Close(MeshTool)13. 施加约束：(1): ANSYS Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>OnNodes>点选结构左侧所有节点>OK>Lab2 DOFs:UX,VALUE:0>OK (2):ANSYS Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>On Nodes>点选结构左下侧（0,0）节点>OK>Lab2 DOFs:UX,UY,VALUE:0>OK14. 施加均布载荷：ANSYS Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Pressure>OnLines>点选结构右侧所有节点>OK>VALUE:-1E7> OK>Close15. 分析计算：ANSYS Main Menu>Solution>Solve>Current LS>OK>Yes>Close>关闭文字窗16. 结果显示：ANSYS Main Menu>General Postpro>Plot Results>Deformed Shape>点选Def+undeformed>OK> Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu>选Stress 选von Mises stress>Def+undeformed Model>OK17. 退出系统图1 带孔平板变形形状的结果图2带孔平板应力分布的结果作业二：内六角扳手静力分析如右图所示，截面宽度为10mm的内六角扳手，在手柄端部施加扭转力100N，以及垂直向下的力20N，分析在两种载荷的作用下扳手的应力分布。
基于ANSYS的含小圆孔有限宽度薄板的疲劳分析
：
３１ 疲 劳 寿命 分析 方 法 ．
疲劳寿命是指结构或机械直至破坏所作用 的循 环载荷的次数或时间四 。常用的疲劳分析方法 ， 有局部
应力应变法 、 名义应力法、 应力场强度法等问 本文借助 。 Ａ ＳＳ Ｎ Ｙ 疲劳分析模块 ，采用局部应力应变法进行分
循环次数 的对数值
析。 通过弹塑性有限元法或其他方法 ， 计算危险部位的 局部应力应变谱 ， 对照材料的疲劳 陛能数据曲线 ， 应用
Ｋｅ ｒ ｓ：ｔ ｓ ｏ ｃ ｎｒｔ ｎ ｆｔ ｕ ｆ ； ｎ ｔ ｌｍｅ ｔ ａｙｉ ｙ ｗｏ ｄ ｓ ｅ ｓｃｎ ｅ ｔ ｉ ；ａ ｇ ｅｌ ｅ ｆ ｉ ｅｅ ｎ ｌ ｓｓ ｒ ａｏ ｉ ｉ ｉ ｅ ｎ ａ
１６ ２
ｃ ｌｕ ａ ｅ ｔ ｈ ａ ｔ ｔｅ ｓ ａ ｄ ｓｒ ｉ ｔ ｏ ． ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ａ ｃ ｌ ｔｄ ｒ ｓ ｌ ｔ ｅ ｇ ｖ ｎ ｓ ｅ ｔｗｏ ｌ ｅ ｃ ｔ ａ ｃ ｌ ｔｄ ｗｉ ｔ ｅ ｐ ｒ ａ ｓｒ ｓ ｈ ｉ ｌ ｎ ｔａｎ ｍｅ ｄ Ａｃ ｏ ｄｎ ｏ ｃ ｕ ａ ｅ ｅ ｕｔ ｈ ｉｅ ｈ ｅ ｕ ｄ ｒ ａ ｈ ｉ ｈ ｌ ， ｓ ｆ ｔ ｕ ｉ ｙｒ ｐ ａｅ ｏ ｋ ｎ ｏ ０ ｔ ｓ ａ ｇ ｅｌ ｅｂ ｅ ｅ ｔｄｗ ｒ ｉ ｇｆｒ１ ０ ｉ ｉ ｆ ｍｅ ．
１ 应 力计算与分 析
可以看 出， 圆孔处发生了应力集 中， 应力 由平均 个节点处的疲劳寿命， 就可以知道整个模型的寿命 。 的 １ ０ ａ ０ 急剧增加到 ２ ９ ａ最大应力分布在 圆 ０ Ｐ ２Ｐ ， ９ （） ２ 疲劳设置。本模型具体操作如下 ： 孔 的上下两侧。有限元计算结果与弹塑性力学理论 是输入 Ｓ Ｎ曲线 ，二是 由坐标 值得到节点 —
基于ANSYS平台含圆孔薄板的应力集中分析
基于ANSYS平台含圆孔薄板的应力集中分析
朱晓东;覃启东
【期刊名称】《苏州大学学报（工科版）》
【年(卷),期】2004(024)005
【摘要】应用有限元方法对两端均匀受拉含圆孔薄板进行应力分析,得出应力集中因数与径宽比及长宽比的关系曲线图表.通过与弹性力学相应结果的比较,证明ANSYS 软件对薄板应力集中分析的有效性,分析表明薄板的应力集中因数除取决于径宽比外,还与长宽比有关.
【总页数】3页(P51-53)
【作者】朱晓东;覃启东
【作者单位】苏州大学机电工程学院,江苏,苏州,215021;苏州大学机电工程学院,江苏,苏州,215021
【正文语种】中文
【中图分类】O343
【相关文献】
1.异种材料填充开圆孔矩形薄板应力集中的弹性分析 [J], 马方
2.含小圆孔的有限宽度薄板不同有限元模型结果对比分分析 [J], 马秀花;徐小兵
3.基于ANSYS的含小圆孔有限宽度薄板的疲劳分析 [J], 赵友贵
4.弯曲波对含多圆孔薄板的散射与动应力集中 [J], 赵嘉喜;刘殿魁;齐辉;杨在林
5.含中心圆孔有限板动应力集中问题的有限元分析 [J], 李伟;王启智
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薄板圆孔构件的静力学分析
3薄板圆孔的静力分析下图所示为一个中心圆孔的薄板，薄板厚度为0.01m，在其两端承受均布载荷为0.5MPa，求薄板内部的应力场分布。
薄板弹性模量为69GPa，泊松比为0.3。
该问题为平面应力问题，根据其对称性，选择整体结构的1/4建立几何模型，进行求解分析。
薄板承载示意图单位（mm）分析步骤1 定义工作文件名和工作标题1）选择菜单Utility Memu：File→Change Jobname命令，输入baoban 单击OK按钮。
2）选择菜单Utility Memu：File→Change Title命令，输入stress analysis in a sheet单击OK按钮。
2 定义单元类型，选择菜单Main Memu：Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令。
设置单元类型为Structural Solide Quad 8node 82。
3 定义材料参数选择菜单Main Memu：Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete命令，设置弹性模量EX6.9⨯1010Pa，泊松比PRXY取0.3。
4 创建几何模型1)选择菜单Main Menu :Preprocessor→Modeling→Creat→Area→Rectangle →By Dimensions命令。
坐标如下：X1=0 X2=0.5 Y1=0 Y2=0.32)选择菜单Main Memu：Preprocessor→Modeling→Creat→Area→Circle →By Dimensions按钮。
输入以下数据RAD1=0 RAD2=0.1 THETA1=0 THETA2=90单击ok按钮。
3）选择菜单Main Menu :Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Substract→Areas命令，在文本框中输入1，单击ok，再在文本框中输入2，单击ok按钮。
ANSYS APDL线性静力学分析
ANSYS APDL线性静力学分析-薄板圆孔构件承载分析1.问题描述
薄板承载示意图
中心带有圆孔的薄板，厚0.01m，长1m，宽0.6m，圆孔直径0.2m，在其两端承受均布载荷0.5Mpa，求薄板内部应力场分布。
E=69Gpa，μ=0.3.
2.分析步骤
（1）建立文件名、标题
Material→exit （4）创建几何模型
先画1/4矩形
生成如下矩形
再画1/4圆
生成1/4圆
然后，矩形减1/4圆
相减后的结果：
手动划分网格大小0.02
接着，编号控制
（5）划分网格
结果如下
结果如图
另存为exam2-1.db。
（6）加载求解
先指定分析类型为静态分析
再对边界施加Y方向约束
生成结果如下：
再对边界施加X方向约束
生成的结果如下：
全选，保存
求解当前
另存为
（7）查看求解结果
显示合位移等值线图：
显示等效应力场等值线图
退出→不保存。
ansys法圆孔薄板受力分析
2.3.4 孔边应力图
图10 孔边应力分布图
❖
从图10 孔边应力分布图可知， 大y 致呈正弦
曲线，在0.7m处及2.2m处有极值，分别为402Mpa，
-403Mpa； 、 大致呈x直线xy，即处于0值。
3 结论
❖ （1）含圆孔方板的x轴方向的应力 x、 y 在板边
为0Mpa，而 xy 在板边为100Mpa，符合题目板边
q=100Mpa。
❖ （2）含圆孔方板的y轴方向的应力 x、 在y 板边 为0Mpa，而 在 x板y 边为100Mpa，符合题目板边
q=100Mpa。
❖ （3）圆孔取得极值的位置及大小与解析解相差 不大，即 y在正弦曲线的45度与135度取得极值，
而 、x 则xy 基本为0。
2.2.4 创建表面效应单元
❖ （1）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。
❖ （2）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。
❖ （3）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。
❖ 从图5 沿x轴的应力图中我们看出，在圆端点 出现最大拉应力24.74Mpa，在0-3.6内急剧减小至 最最大压应力3.4Mpa，后逐渐趋近于板边时应力 趋于稳定0Mpa。
❖ 从图6 沿x轴的应力图中我们看出，在圆端点出 现最大拉应力126Mpa，在0-3.6内急剧减小至最大压 应力92.1Mpa，后逐渐趋近于板边时应力趋于稳定 100Mpa。
2.3.3 沿y轴的应力分布
❖ 沿y轴 应x 力图
图7 沿y轴 应x 力图
❖ 沿y轴 应y 力图
利用ansys分析开孔对薄板应力的影响
开孔对薄板应力的影响分析题目描述：对于一个平面应力问题，在一个长度为30cm，宽度为20cm，中间有一椭圆的小孔的薄板，椭圆长半轴a=1cm，短半轴b=1/3cm，椭圆倾斜角度相对坐标轴X轴60度，薄板在左右两侧均受到10KN/m的均布拉伸载荷。
几何建模：首先建立长度为30cm，宽度为20cm的矩形板，建模单位需要转换为m，操作路径：Main menu/PreFERENCES/Preprocessor/Modeling/Creat/Areas/Rectangle/By Dimensions，弹出如下窗口，并输入尺寸参数。
建立矩形面的效果图如下矩形板中间有椭圆开孔，需要建立局部坐标系，首先将工作平面移动至矩形板中间位置，操作如下：Workplane/Offset WP by Increments，X向移动0.15m，Y向移动0.1m。
因为椭圆倾斜角度相对坐标轴X轴60度，所以需要将工作平面逆时针选择60°，如下所示。
在平面中间建立柱坐标系。
操作如下：Workplane/Local Coordinate System/Create Local CS/At WP Origin。
弹出如下菜单，设置坐标系类型为Cylindrical 1，点击OK。
其中Par1输入1/3，表示b=1/3分别通过关键点建立，建立椭圆的两个端点，坐标分别为（0.1,0,0）、（-0.01,0,0），关键点建立的操作路径如下：Main menu/PreFERENCES/Preprocessor/Modeling/Creat/ Keypoints/In Actice CS。
然后在当前坐标系下连接这两个关键点。
操作路径：Main menu/PreFERENCES/Preprocessor/Modeling/Creat/lines/In Active Coord，弹出对话框，分别拾取上述两个节点，点击OK完成建模，如下所示。
ANSYS算例 薄板分析及命令流
ANSYS 算例 薄板分析及命令流【ANSYS 算例】4.7.1(3) 基于3节点三角形单元的矩形薄板分析如图4-20所示为一矩形薄平板，在右端部受集中力100 000N F =作用，材料常数为：弹性模量7110Pa E =⨯、泊松比1/3μ=，板的厚度为0.1m t =，在ANSYS 平台上，按平面应力问题完成相应的力学分析。
(a) 问题描述 (a) 有限元分析模型图4–20 右端部受集中力作用的平面问题(高深梁)解答 在ANSYS 平台上，完成的分析如下。
1. 基于图形界面的交互式操作(step by step)(1) 进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序 → ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname (设置工作文件名): 2D3Node →Run → OK(2) 设置计算类型ANSYS Main Menu : Preference s… → Structural → OK(3) 选择单元类型ANSYS Main Menu : Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete… →Add… →Solid ：Quad 4node 42 →OK (返回到Element Types 窗口) → Options… →K3: Plane Strs w/thk(带厚度的平面应力问题) →OK →Close(4) 定义材料参数ANSYS Main Menu : Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic → Isotropic: EX:1.0e7 (弹性模量)，PRXY: 0.33333333 (泊松比) → OK → 鼠标点击该窗口右上角的“ ”来关闭该窗口(5) 定义实常数以确定平面问题的厚度ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constant s… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1→ OK →Real Constant Set No: 1 (第1号实常数), THK: 0.1 (平面问题的厚度) →OK →Close(6) 生成单元模型生成4个节点ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling → Create → Nodes → On Working Plane →输入节点1的x,y,z 坐标(2,1,0)，回车→输入节点2的x,y,z 坐标(2,0,0)，回车→输入节点3的x,y,z 坐标(0,1,0)，回车→输入节点4的x,y,z 坐标(0,0,0)，回车→OK定义单元属性ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling → Create → Elements → Elem Attributes →Element type number:1 →Material number:1→Real constant set number:1 →OK生成单元ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling → Create → Elements → User Numbered → Thru Nodes →Number to assign to element:1→Pick nodes:2,3,4→OK →Number to assign to element:2→Pick nodes:3,2,1→OK(7) 模型施加约束和外载左边两个节点施加X,Y方向的位移约束ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply →Structural →Displacement→On Nodes→鼠标选取节点3，4→OK →Lab2 DOFs to be constrained: UX，UY，V ALUE：0→OK 右边两个节点施加Y方向的集中力载荷ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Nodes→鼠标选取节点1，2→OK→Direction: FY→V ALUE: -0.5e5 →OK(8) 分析计算ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS→OK→Close (Solution is done! ) →关闭文字窗口(9) 结果显示ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results→Deformed Shape …→Def + Undeformed →OK (返回到Plot Results) →Contour Plot→Nodal Solu …→Stress, Von Mises, Undisplaced shape key: Deformed shape with Undeformed model→OK (还可以继续观察其他结果)(10) 退出ANSYS Utility Menu: File→ Exit …→ Save Everything→OK2 完整的命令流!%%%%%%% [ANSYS算例]4.7.1(3) %%%% begin %%%%%/PREP7 !进入前处理!=====设置单元和材料ET,1,PLANE42 !定义单元类型KEYOPT,1,3,3 !带厚度的平面应力问题MP,EX,1,1.0e7 !定义材料弹性模量MP,PRXY,1,0.33333333 !定义材料泊松比R,1,0.1 !定义实常数（平板厚度0.1）!------定义4个节点N,1,2,1,0,,,, !节点1,坐标(2,1,0)N,2,2,0,0,,,, !节点2,坐标(2,0,0)N,3,0,1,0,,,, !节点3,坐标(0,1,0)N,4,0,0,0,,,, !节点4,坐标(0,0,0)!------设置划分网格的单元和材料类型TYPE,1 !设置单元类型1MAT,1 !设置材料类型1TSHAP,LINE !设置由节点连成直边的单元!-------生成单元EN,1,2,3,4 !由4个节点生成一个单元EN,2,3,2,1 !由4个节点生成另一个单元!-------施加约束位移D,3,,,,,,UX,UY,UZ,,, !对3号节点, 完全位移约束D,4,,,,,,UX,UY,UZ,,, !对4号节点, 完全位移约束!-------施加载荷F,1,FY,-0.5e5 !对1号节点, 施加FY=-0.5e5F,2,FY,-0.5e5 !对2号节点, 施加FY=-0.5e5!=====进入求解模块/solu !求解模块solve !求解finish !退出所在模块!=====进入一般的后处理模块/POST1 !进入后处理PLDISP,1 !计算的变形位移显示(变形前与后的对照)!%%%%%%% [ANSYS算例]4.7.1(3) %%%% end %%%%%。
薄板圆孔构件承载分析
目录1、薄板圆孔构件承载问题描述2、薄板圆孔构件的有限元模型3、加载及载荷的设置4、结果计算及分析5、结论参考文献1、薄板圆孔构件承载问题描述如图1所示为一个有中心圆孔的薄板，薄板厚度为0.01m，在其两端承受均布载荷为0.5MPa,求其内部的应力场分布。
薄板的弹性模量为69GPa，泊松比为0.3。
根据平板结构对称性，选择整体结构的1/4建立几何模型，进行求解分析。
图1 薄板承载示意图2、薄板圆孔构件的有限元模型（1）建立工作文件名和工作标题1）进入ANSYS/Multiphysics的程序界面后，选择菜单Utility Menu: File→Change Jobname命令，出现Change Jobname对话框。
在文本框中输入工作名称ZK，单击OK按钮关闭该对话框，如图2-1所示。
图2-1 修改文件名对话框2）选择菜单Utility Menu: File→Change Title命令，出现Change Title对话框，在文本栏中输入STRESS ANALYSIS IN A SHEET,单击OK按钮关闭该对话框，如图2-2所示。
图2-2 修改标题对话框（2）定义单元类型1）选择菜单Main Menu: Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令，出现Element Types对话框，单击Add按钮，出现Library of Element Types对话框，在Library of Element Types 列表框中选择Structural Solid, Quad 8node 183,在Element type reference number文本框中输入1，单击OK按钮关闭该对话框，如图2-3所示。
图2-3单元类型库对话框2）单击Element Types对话框上的Close按钮关闭该对话框。
（3）定义材料性能参数1）选择菜单Main Menu: Preprocessor→Material Props→Material Models命令，出现Define Material Behavior对话框。
ANSYS模拟一带中心圆孔的矩形板受到均布拉力作用
ANSYS模拟一带中心圆孔的矩形板受到均布拉力作用问题描述：一带中心圆孔的单位厚度矩形板，板长为 800mm，宽为800mm，孔半径为 r=50mm，板的上、下边受到均布拉力q=30e3（Pa/m）的作用。
材料的弹性模量为 E=30e6Pa，泊松比为v =0.3。
材料应力—应变关系为(双线性)模型，即：屈服强度σy =33e3Pa, 切模量 Et=10e5。
假设为各向同性硬化材料，服从关联流动法则。
目标：求解三种材料的非线性分析。
其中两个分别使用 X 向和 Y 向屈服比率为 1.5 的 Hill 势。
第三个使用标准的von Mises 屈服准则。
问题简化：可视为平面应力问题，可取1/4 区域建立模型，并在边界上施加对称的边界约束条件1、设置分析类型点击Preference，因为是分析结构，所以选择structural，OK2选择单元Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add → Solid Quad 4node 182 →OK (back toElement Types window) → Option → plane stress → Close这里是平面应力问题，所以选择PLANE182单元3建立材料模型对于材料变形屈服问题，需要设置材料的弹性模量，泊松比以及屈服应力等设置第一种材料的参数设置弹性模量、泊松比，以及剪切弹性模量（G=E/2(1+v)设置屈服强度和Tang Mod（tang mod为切线模量，即为发生塑性到破坏的材料应力-应变曲线的斜率）设置第二种材料参数第二个材料的参数跟第一种材料一样，就ryy设置为1.5，别的都设置为1.设置第三种材料参数4建立几何模型ansys建立模型是以坐标为基础的，wp x=0，wp y=0是指从工作平面的原点开始画，假如涉及到比较复杂的几何模型，就需要不断变换工作平面，具体参见菜单栏的workplane，所以我觉得用ansys建立几何模型不如导入别的软件导入来的方便。
有限元-圆孔薄板
有限元方法的优点和局限性
优点
有限元方法具有广泛的适用性，可以处理复杂的几何形状、 材料属性和边界条件。它能够处理非线性问题，并且可以模 拟大规模系统。此外，有限元方法还具有高精度和灵活性。
局限性
有限元方法需要大量的计算资源和时间，尤其对于大规模系 统。此外，对于某些特殊问题，可能需要开发特定的有限元 模型和求解算法。
Abaqus
功能强大的有限元分析软件，广泛应用于各 种工程领域。
有限元分析的精度和误差分析
精度
误差来源
误差分析方法
提高精度措施
有限元分析的精度取决于模 型的离散程度、方程求解的 算法以及数值计算的舍入误 差等。
主要包括离散误差、舍入误 差和模型误差等。离散误差 是由于模型离散化引起的， 舍入误差是由计算机浮点运 算引入的，而模型误差是由 于对实际问题的简化引起的 。
结果评估
对求解结果进行后处理和可视 化，评估分析的精度和可靠性。
有限元分析的软件工具
ANSYS
提供广泛的多物理场仿真功能，包括结构、 流体、电磁等。
COMSOL Multiphysics
多物理场仿真软件，支持多种物理现象的耦 合分析。
SolidWorks Simulation
基于SolidWorks平台的有限元分析工具， 适用于各种工程应用。
几何模型需要考虑孔 洞和平板的形状、尺 寸以及相互之间的连 接关系。
圆孔薄板的有限元网格划分
有限元网格划分是将几何模型离 散化为有限个小的单元，以便进
行数值计算。
对于圆孔薄板，常用的有限元网 格划分方法包括四边形网格、六
面体网格等。
网格的密度和分布对计算精度和 稳定性有重要影响，需要根据实
ANSYS有限元分析平面薄板
ANSYS有限元分析平面薄板ANSYS是全球领先的工程仿真软件公司，提供一系列强大的有限元分析工具，用于解决各种工程问题。
在工程设计中，平面薄板的有限元分析是一项非常重要的工作，可以帮助工程师了解结构的强度和稳定性，优化设计方案，提高产品性能和安全性。
平面薄板是一种常见的结构，广泛应用于建筑、航空航天、汽车、船舶等领域。
在设计和分析平面薄板时，工程师通常需要考虑多个因素，如外载荷、边界条件、材料性能等。
有限元分析可以有效地模拟这些复杂情况，帮助工程师预测结构的行为和性能。
在使用ANSYS进行平面薄板的有限元分析时，通常需要按照以下步骤进行：1.几何建模：首先需要使用ANSYS的几何建模工具创建平面薄板的几何模型。
可以选择不同的几何形状和尺寸，以满足设计要求。
2.网格划分：接下来需要对几何模型进行网格划分，将其分割成小的单元，以便进行有限元分析。
网格的划分对分析结果的准确性和计算效率有着重要影响，需要进行适当的网格优化。
3.材料定义：在进行有限元分析之前，需要定义平面薄板的材料性能，如弹性模量、屈服强度、密度等。
在ANSYS中可以选择不同的材料模型，如线弹性、非线性弹性等。
4.加载和边界条件：根据设计要求和实际工况，设定平面薄板的外载荷和边界条件。
可以对板材施加不同的力、压力、温度等载荷，以模拟实际工作环境。
5.分析求解：进行有限元分析求解，计算平面薄板在给定载荷下的应力、应变、变形等物理量。
可以通过不同的分析类型，如静力分析、动力分析、热力分析等，获取不同的结构响应。
6.结果后处理：分析求解完成后，需要对结果进行后处理，查看和分析平面薄板的应力分布、变形情况、破坏状态等。
通过可视化工具和图表，可以直观地了解结构的性能和问题。
通过以上步骤，工程师可以利用ANSYS进行平面薄板的有限元分析，评估结构的稳定性和安全性，优化设计方案，提高产品性能和寿命。
有限元分析是一种强大的工程设计工具，可以为工程师提供准确、可靠的数值模拟结果，帮助他们做出更好的决策。
ansys关于薄板、厚板、壳单元的特性区别要点
ansys关于薄板、厚板、壳单元的特性区别要点一、板壳弯曲理论简介1. 板壳分类按板面内特征尺寸与厚度之比划分：当L/h < (5~8) 时为厚板，应采用实体单元。
当(5~8) < L/h < (80~100) 时为薄板，可选2D 实体或壳单元当L/h > (80~100) 时为薄膜，可采用薄膜单元。
壳类结构按曲率半径与壳厚度之比划分：当R/h >= 20 时为薄壳结构，可选择薄壳单元。
当6 < R/h < 20 时为中厚壳结构，选择中厚壳单元。
当R/h <= 6 时为厚壳结构。
上述各式中h 为板壳厚度，L 为平板面内特征尺度，R 为壳体中面的曲率半径。
2. 薄板理论的基本假定薄板所受外力有如下三种情况：①外力为作用于中面内的面内荷载。
弹性力学平面应力问题。
②外力为垂直于中面的侧向荷载。
薄板弯曲问题。
③面内荷载与侧向荷载共同作用。
所谓薄板理论即板的厚度远小于中面的最小尺寸，而挠度又远小于板厚的情况，也称为古典薄板理论。
薄板通常采用Kirchhoff-Love 基本假定：①平行于板中面的各层互不挤压，即σz = 0。
②直法线假定：该假定忽略了剪应力和所引起的剪切变形，且认为板弯曲时沿板厚方向各点的挠度相等。
③中面内各点都无平行于中面的位移。
薄板小挠度理论在板的边界附近、开孔板、复合材料板等情况中，其结果不够精确。
3. 中厚板理论的基本假定考虑横向剪切变形的板理论，一般称为中厚板理论或Reissner （瑞斯纳）理论。
该理论不再采用直法线假定，而是采用直线假定，同时板内各点的挠度不等于中面挠度。
自Reissner 提出考虑横向剪切变形的平板弯曲理论后，又出现了许多精化理论。
但大致分为两类，如Mindlin（明特林）等人的理论和Власов（符拉索夫）等人的理论。
厚板理论是平板弯曲的精确理论，即从3D 弹性力学出发研究弹性曲面的精确表达式。
4. 薄壳理论的基本假定也称为Kirchhoff-Love（克希霍夫-勒夫）假定：①薄壳变形前与中曲面垂直的直线，变形后仍然位于已变形中曲面的垂直线上，且其长度保持不变。
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2.3.4 孔边应力图
图10
孔边应力分布图
从图 10 孔边应力分布图可知 ， y 大致呈正 弦 曲 线 ， 在 0.7m 处 及 2.2m 处 有 极 值 ， 分 别 为 402Mpa ， -403Mpa ； xy 大致呈直线，即处于 0 x、 值。
3 结论
（1 ） 含圆孔方板的 x 轴方向的应力 、 在板 x y xy 在板边为100Mpa，符合题目板边 边为0Mpa，而 q=100Mpa。
创新实践
用ANSYS求解含圆孔板受剪切荷载的问题
姓名： xx 学号： 班级：
我们可以分三部分来解决：
1
问题的提出 2 解决问题 3 结论
1.问题的提出
在边长为 200m，厚 1m 的正方形平板中心一有 一小圆孔，其长半轴 a=1m ，短半轴 b=1m ，弹性模 量为80.851Gpa，泊松比为0.32，无穷远处承受剪切 荷载，其大小为q=100Mpa。分析整个板的应力分布 情况，并求解沿 x 、 y 轴的应力和孔边应力随弧长 （C→A）分布图。（受力图如图1）
2.2.5 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 面效应单元上施加剪切力就可以，具体的操作步骤 不做详细叙述了。
2.3 后处理——求解
求解前需要对问题的量纲统一性、分析类型、单元 类型、材料参数、实常数、几何参数等设臵正确， 以便保证求解的正确性。
求解后可用ANSYS调出变形图及应力图。
y 在板 x 、 （2）含圆孔方板的y轴方向的应力 边为0Mpa，而 xy 在板边为100Mpa，符合题目板边 q=100Mpa。
（3）圆孔取得极值的位臵及大小与解析解相差 不大，即 y 在正弦曲线的45度与135度取得极值， 而 x 、 xy 则基本为0。
从图8 沿y轴 y应力图中我们看出，圆端点出 现0值，在1.5m处有最大压应力2.5Mpa，在3m左右 有最大拉应力 1.9Mpa 。以后虽有小波折，后逐渐 趋近于板边时应力趋于稳定0Mpa。
从图 9 沿 y轴 yx 应力图圆端点出现 0值，在 1.5m处有最大拉应力126Mpa，后逐渐趋近于板边 时应力趋于稳定100Mpa。
y 应力图
沿y轴 yx 应力图
图 9 沿 y轴
yx 应力图
从图 7 沿 y 轴 x 应力图中我们看出，圆端点 出现 0 值，在 1.5m 处有最大拉压应力 1.1Mpa ，在 3.5m处左右有最大压拉应力 0.46Mpa。以后虽有小 波折，后逐渐趋近于板边时应力趋于稳定0Mpa。
2.3.1 变形图
图3
变形图
2.3.2 沿x轴的应力分布图
沿x轴 x 应力图
图4
沿x轴 x 应力图
沿x轴 y 应力图
图5 沿x轴 y 应力图
沿x轴 xy 应力图
图6
xy应力图
从图 4 沿 x轴的应力图中我们看出，圆端点出 现最大拉应力 10.79Mpa，在0-3.6m内急剧减小至 最最大压应力9.2Mpa，之后缓慢趋于稳定，当趋 近于板边时应力趋于稳定，约为0Mpa。 从图 5 沿 x 轴的应力图中我们看出，在圆端 点出现最大拉应力24.74Mpa，在0-3.6内急剧减小 至最最大压应力3.4Mpa，后逐渐趋近于板边时应 力趋于稳定0Mpa。
（2）设臵网格控制，根据需要选择网格划分的单 元形状、尺寸、中节点位臵等，它将直接影响分析 的精度和效率。
（3）执行网格划分，由以上设臵只需执行网格划 分命令，就可以划分网格。
图2
网格图
2.2.3 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， 所以只要按照ANSYS施加反向约束的命令施加即可。
y B
C x A
D
图1受力结构图
2 解决问题
2.1
分析问题 2.2 前处理——创建实体模型及常数设置 2.3 后处理——求解及各种应力图
2.1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， 可在截取的位臵施加反向约束。Leabharlann 2.2 运用ANSYS求解
2.2.1
前处理法——创建实体模型
ANSYS软件将图元由低级到高级予以定义， 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 ANSYS的命令流便可得到。
2.2.2 实体模型的网格划分
对于实体模型的网格划分一般分为三个步骤：
（1）设臵单元属性，也就是需要设臵单元类型， 实常数（弹性模量、泊松比）和厚度等属性。
2.2.4 创建表面效应单元
（1）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。
（2）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。 （3）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。
从图 6 沿x 轴的应力图中我们看出，在圆端点 出现最大拉应力126Mpa，在0-3.6内急剧减小至最大 压应力 92.1Mpa ，后逐渐趋近于板边时应力趋于稳 定100Mpa。
2.3.3 沿y轴的应力分布
沿y轴 x 应力图
图7 沿y轴 x 应力图
沿y轴 y 应力图
图8
沿 y轴