有限元上机报告二

ANSYS有限元上机报告（二）

班级：T1043-2 学号：20100430245 姓名：颜雷

题目：图示正方形平板，板厚t=0.1m,材料常数为：弹性模量E=210GPa,u=0.33，承受垂直于板平面的均布载荷p=20kN/m2,平板外缘各边采用固定的约束方式.

1、属于那类力学问题：

属于薄板弯曲问题

2、单位制：N，m, pa

单元类型：shell 4 node 63，每个单元有四个节点，每个节点4个自由度。

实常数：t=0.1m

材料常数：E=210GPa=2.1e11pa u=0.33

1）Main Menu > Preferences>structural

2）Main Menu > Preprocessor> Element Type>Add/Edit/Delete>Add> structural shell>4 nodes 63>OK

3）Main Menu > Preprocessor>Real Constants>Add>只在no I框中输入0.1,下面的空格中都默认为0.1

4）Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models>Structural>Linear>Elastic>Isotropic

EX=2.1E11，PRXY=0.33

3、通过如下操作生成实体模型：

1）Main Menu > Preprocessor>Modeling >Create>Areas>Rectangle>By Dimensions

X1=-2,X2=2 Y1=-2,Y2=2

2）Main Menu > Preprocessor>Modeling >Create>Lines>Lines Fillet

选择直线L1，L2 Apply，形成一个圆角，同样方式形成4个圆角

Plot>lines

3）Main Menu > Preprocessor>Modeling >Create>Areas>Arbitrary>By line 将四个圆角与直角间的部分形成面

4）Main Menu > Preprocessor>Modeling >Create>Areas>Circle>Solid Circle

WP X=0,WP Y=0 R=1 形成圆

5）Main Menu > Preprocessor>Modeling>Opreate>Blooeans>Subtract>Areas通过布尔减运算形成实体如图

4、执行网格划分：

Main Menu > Preprocessor> Meshing>Mesh Tool >Size element edge longth0.1>Mesh>Pick All>OK

网格划分图如下：

5、施加载荷及边界条件：

施加边界条件：Main Menu > Solution > Define-Loads>Apply > Structural>Displacement>On Lines>All DOF>OK

施加载荷：Main Menu > Solution > Define-Loads>Apply > Structural>Pressure>On Areas>value=20000

载荷施加图如下：

6、求解并找出最大应力点及最大变形位置

1）Main Menu > Solution>Solve>Current LS>OK

2）Main Menu>General Postproc →Plot Results →Contour Plot →Nodal Solu →select:stress-von Mises

3）Main Menu>General Postproc>Query Results>Subgrid Solu>Stress>von Mises SQEV>在对话框中点击max>OK

应力变形图如下：

最大应力点

0.578e+07Pa

最大应力值为0.578e+07Pa

4）Main Menu>General Postproc →Plot Results →Contour Plot →Nodal Solu →select:DOF solution>Displacement

5）Main Menu>General Postproc>Query Results>Subgrid Solu> DOF solution>USUM>在弹出的对话框中点击max>OK

找出变形位置如图：

最大位移值为0.144e-3m

7、考虑对称性计算最大应力和位移：

由于约束对称，载荷对称，所以取1/4研究，边界条件与约束施加如下图：

此时解得的最大应力点如图：

最大位移点0.144e-3m

最大应力点

0.644e+7pa

最大应力值为0.644e+7pa

位移变形图如图

最大位移点

0.144e-03m

最大位移值为0.144e-03m

通过上述图形对比分析结果如下表：

8、结论：

考虑对称与不对称应力和位移有误差存在，以整体分析结果要精确。

个人体会

通过本学期对这门课程的学习，让我对这门课产生了浓厚的兴趣，同时基本上掌握了有限元分析的思想。本次上机报告的制作让我更加领悟到理论与实践的重要性。学习是个循序渐进的过程，相信课后自己会凭借着好奇心继续去探索。谢谢老师！