ansys法圆孔薄板受力分析

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。

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。
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。
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。
பைடு நூலகம்


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
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。
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。
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。
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）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。

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。
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。