ansys平面问题分析实例

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1、第七章平面问题分析实例本章将介绍工程常见的一大类问题：平面问题。平面问题的模型上可以大大简化而又不失精度。平面问题分为平面应力问题和平面应变问题。本章中将对平面应力问题举例进行介绍，平面应变问题的分析过程和要求与平面应力问题基本一致，所区别的只是单元的行为方式选项设置不同而已，平面应力要求选择的是PlaneStress，而平面应变问题选择PlaneStrain。本章中通过对高速旋转的光盘的应力分析来介绍ANSYS中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。7．1问题描述标准光盘，置于52倍速的光驱中

2、处于最大读取速度（约为10000转/分），计算其应力分布。标准光盘参数：外径：120mm内孔径：15mm厚度：1.2mm4弹性模量1.6×10MPa33密度：2.2×10Kg/m7．2建立模型虽然本实例模型比较简单，但是也包含了ANSYS分析的各个过程，其中包括设定分析作业名和标题；定义单元类型和实常数；定义材料属性；建立几何模型；划分有限元网格。下面就结合本实例进行介绍，本实例中的单位为应力单位MPa，力单位为N，长度为mm。7．2．1设定分析作业名和标题在进行一个新的有限元分析时，通常需要修改数

3、据库文件名，并在图形输出窗口中定义一个标题用来说明当前进行的工作内容。另外，对于不同的分析范畴（结构分析、热分析、流体分析、电磁场分析等）ANSYS6.1所用的主菜单的内容不尽相同，为此我们需要在分析开始时选定分析内容的范畴，以便ANSYS6.1显示出跟其相对应的菜单选项。（1）选取菜单路径UtilityMenu

4、File

5、ChangeJobname，将ChangeJobname（弹出修改文件名）对话框，如图7.1所示。图7.1设定分析文件名（2）在Enternewjobname（输入新文件名）文本

6、框中输入文字“CH07”，为本分析实例的数据库文件名。（3）单击按钮，完成文件名的修改。（4）选取菜单路径UtilityMenu

7、File

8、ChangeTitle，将弹出修改标题（ChangeTitle）对话框，如图7.2所示。图7.2设定分析标题（5）在Enternewtitle（输入新标题）文本框中输入文字“staticanalysisofahigh-speedrotatingCD”，为本分析实例的标题名。（6）单击按钮，完成对标题名的指定。（7）选取菜单路径UtilityMenu

9、Plot

10、R

11、eplot，指定的标题“staticanalysisofahigh-speedrotatingCD”将显示在图形窗口的左下角。（8）选取菜单路径MainMenu

12、Preference，将弹出PreferenceofGUIFiltering（菜单过滤参数选择）对话框，选中Structural复选框，单击按钮确定。7．2．2定义单元类型在进行有限元分析时，首先应根据分析问题的几何结构，分析类型和所分析的问题的精度要求等，选定适合具体分析的单元类型。本例中选用4节点四边形板单元PLANE42，PLANE4

13、2不仅可用于计算平面应力问题，还可以用于分析平面应变和轴对称问题。（1）选取菜单路径MainMenu

14、Preprocessor

15、ElementType

16、Add/Edit/Delete，将弹出ElementTypes（单元类型）对话框。（2）单击按钮，将弹出LibraryofElementTypes（单元类型库）对话框,如图7.3所示。图7.3单元类型库对话框（3）然后在左边的列表框中选择“Solid”，选择实体单元类型。（4）在右边的列表框中选择“Quad4node42”，选择4节点四边形板单元PL

17、ANE42。（5）单击按钮，将PLANE42单元添加，并关闭单元类型库对话框，同时返回到第一步弹出的单元类型对话框，如图7.4所示。图7.4单元类型及选项对话框（6）单击按钮，弹出如图7.5所示的PLANE42elementtypeoptions（单元选项设置）对话框，对PLANE单元进行设置，使其可用于计算平面应力问题。图7.5单元选项设置对话框（7）在Elementbehavior（单元行为方式）下拉列表选择Planestressw/thk（带有厚度的平面应力）选项。（8）单击按钮，接受选项，关

18、闭单元选项设置对话框，返回到图7.4所示的单元类型对话框。（9）单击按钮，关闭单元类型对话框，结束单元类型的添加。7．2．3定义实常数本实例中选用带有厚度的平面应力行为方式的PLANE42单元，需要设置其厚度实常数。（1）单击MainMenu

19、Preprocessor

20、RealConstants

21、Add/Edit/Delete，弹出如图7.6所示Realconstants（实常数）对话框。图7.6实常数添加对话框（2）单击按钮，弹出如图7.7所示ElementType