折板的有限元分析(实验报告)

ANSYS上机实验报告实验二：折板的有限元分析

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一、实验题目

图示折板，右侧受力F=1000N,该力均匀分布在边缘各节点上，板厚t=2mm，材料选用低碳钢，弹性模量E=210GPa，u=0.33。

二、实验过程

1、确定所采用的单位制：N，mm，MPa。

2、问题类型:平面应力问题。

3、利用ANSYS构造实体模型。

4、网格划分

1）、定义材料属性：Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX: 210e3, PRXY: 0.33 →OK 2）、定义单元类型：Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad-8node(Plane82) →OK (back to Element Types window) →Options…

→selelt K3: Plane Strsw/thk →Close (the Element Type window)

3）、定义实常数（厚度）：Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add… →select Type 1→OK→input THK: 2 →OK →Close (the Real Constants Window) 4）、划分网格：为作网格密度对比，在size element edge length（单元边长值）分别输入1,3,8 。

5、加载及求解

加载过程：Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →On Nodes →拾取上边线→OK →select Lab2:ALL OFF →OK

Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Nodes →拾取右边线所有节点→OK →Lab: FX, Value: 1000/n（n为节点数）→OK 求解：Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK(to close the solve Current Load Step window) →OK

6、分析位移和应力状况并抓图。

三、实验结果

1、A处为直角时

1)、位移图

网格单元边长值为1，节点数7687，单元数2482，

最大位移0.082195mm，最小位移 0 mm，A点位移0.028854mm

网格单元边长值为3，节点数972，单元数297，

最大位移0.082456mm，最小位移0 mm，A点位移0.028841mm

网格单元边长值为8，节点数177，单元数48，

最大位移0.082666mm，最小位移0 mm，A点位移0.028738mm

2)、应力图

网格单元边长值为1，最大应力值275.409Mpa，最小应力值0.01824Mpa，A点应力值60.197Mpa

网格单元边长值为3，最大应力值211.023Mpa，最小应力值0.04115Mpa，A点应力值52.591Mpa

网格单元边长值为8，最大应力值171.214Mpa，最小应力值0.62442Mpa，A点应力值44.089Mpa

2、A处为圆角时，R=10mm，网格单元边长为3，节点数1023，单元数314

位移图：最大位移0.080684mm，最小位移0 mm，A点位移0.028544mm

应力图：最大应力值211.337Mpa，最小应力值0.036138Mpa，A点应力值29.675Mpa

四、结果分析

1、分析直角过渡，三组不同网格单元边长条件下数据可以得到：网格密度越大，A处的应力越小，所得数值越准确。

2、分析比较A处用过渡圆角和A处直角过渡时数据可以得到：有圆角的情况下A点应力值明显减小。

五、实验感想

通过本次实验，对于ANSYS软件的实体造型方法有了更加清晰的认识和更加熟练的操作，对于平面应力问题有了更加深入的理解，也有了简单的分析平面应力问题的能力，明白了合理选择网格单元边长值对于实验结果的准确性有很重要的意义，知道了结构对于整体受力的影响，在结构设计中要避免尖角而导致应力集中。