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=0.3

2)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。

4）选择菜单Main Menu :Preprocessor→Numbering Ctrls→Comprocess Number命令，在出现的列表中选择All，单击ok按钮。

5 划分有限元网格

选择菜单Main Memu：Preprocessor→Modeling→Size Ctrls→Manualsize →Global →Size命令，出现一个对话框，在Size Element edge length文本框中输入0.02，单击ok按钮。

网格划分后的效果图如下：

网格划分结果显示

6加载求解

1）进入ANSYS求解器，选择菜单Main Memu：Solution Analysis Type→New Analysis命令，设置分析类型为Static。

2）对薄板圆孔加载静载荷如图所示

加载结果显示

3）选择菜单Main Memu：Solution→Solve→Current LS命令，弹出Solve Current Load Step，单击OK按钮开始计算模态解。求解完成，窗口显示Solution Is done！，单击Close 按钮关闭窗口。

7 查看求解结果

1）选择菜单Main Memu：General Postproc→Plot Result→Contour plot→Nodal solu按钮，出现对话框，选择Nodal solution DOF solution Displacement

V ector sum单击ok，ANSYS显示如图所示合位移等值线图。

合位移等值线图

2）选择菜单Main Memu：General Postpro→Plot Result→Contour plot→

Nodal solu按钮，出现对话框，选择Nodal solution Stress V on mises stress单击ok，ANSYS显示如图所示等效应力场等值线图。

等效应力场等值线图

8 保存，关闭。