ANSYS实例分析

二维实体静力分析

吕俊男

3113045013

航天航空学院

现有一四孔矩形钢板，且四孔呈对称分布，长a = 2m，宽 b = 1m，厚h = 2cm,四孔孔径相同为d（直径）= 10cm，孔心距上端c = 12.5cm，距左端f = 62.5cm，左端为固定约束，右端有q = 2KN/M 的均载。试分别用三角形三节点单元和四节点四边形单元进行计算比较和分析

解题过程：

（1）选择分析范畴

在主菜单中单击Preferences 菜单，弹出Preferences for GUI Filtering 窗口，选择Structural，然后单击OK 按钮。

（2）选择单元类型

运行Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，弹出Element Types 对话框，选择Quad 4 node 42 单元，Select K3 >Options>Plane Strs w/thk（带厚度的平面应力问题）。

(3) 定义单元实常数

（4）设置材料属性

（5）建立模型

（6）划分四边形网格并施加约束

（7）计算结果

四边形单元x向位移云图

四边形单元y向位移云图

四边形单元y向应力云图

四边形单元米塞斯应力云图

结果分析：由于在左边线上施加了均布载荷，该线都为最大x方向位移发生处，大小为Mx=1.99e-6m.而最大y向位移发生在上下圆孔靠近钢板边缘处，并且上下对称处位移大小相等，方向相反为My=1.94e-7m,这是由于拉伸材料的横向收缩及圆孔处的应力集中（这个可以从应力云图中看出来）造成的。

（8）消除网格重新划分三角形单元

（9）查看计算结果

三角形单元x向位移云图

三角形单元y向位移云图

三角形单元y向应力云图

三角形单元米塞斯应力云图

(10)结果对比分析

由于网格划分的都比较密集，因此计算结果都比较精确，趋近于真实情况，这里两种单元划分方法对位移的影响不大，但即使是如此密集的网格划分，两种划分方法的应力计算结果相差还是比较大，尤其是y方向的应力（1969pa和1466pa），对于这种情况我觉得应该是四边形单元在圆孔处趋近时比三角形单元更容易导致应力集中！