大作业-矩形圆孔薄板

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1、弹性力学及有限元大作业姓名：孙作帅班级：海工14-1班学号：20140103891.题目重述中心含有圆孔的矩形薄板，一个方向受匀布压缩，求圆孔边最大和最小应力。已知：弹性模量E=2×104MPa，泊松比μ=0.2，厚度=1m（可视为平面应力问题），长=宽=48m，圆孔半径3m，忽略板的自重（设定q=100N）。2.建模与分析1）建立带中心孔方板的计算模型分析求解对象的几何特征，约束与载荷分布，确定所求解的对象是否可以简化，并计划好计算模型的约束与加载方式。从两侧收到匀布压缩的带中心圆孔方板的变形特征可以知道，在受力后水平方向收缩，竖直方向伸长。若以整个图形的几何中心为坐标原

2、点建立直角坐标系，不难发现该物体受力和变形情况关于X轴和Y轴对称，在保持单元大小不变的情况下，四分之一的模型计算规模最小，所以选用该模型。2）选择单元类型，定义材料参数选择Mainmenu>Preprocessor>Elementtype>Add/edit/delete,在单元类型选择对话框中点击Add按钮，弹出单元类型选择对话框。由于是平面应力问题，左边下拉框中选择Solid，右边下拉框中选择Quad4node42（三角形单元）把方板材料定义为各项同性的弹性材料。选择Mainmenu>Preprocessor>Meterialprops>Meterialmodels,在弹

3、出的材料行为定义对话框中，在对话框右边的“MeterialModelsAvailable”下拉框中依次双击Structural>Linear>Elastic>Isotropic。在弹出的材料参数对话框中填入EX：2E10；PRXY：0.2点击OK选择Meterial>Exit,退回主界面。3.创建几何模型1）创建正方形板选择Mainmenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>by2corners,创建四分之一方板对应的正方形，边长24，左下角顶点置于坐标原点。参数填入：WPX:0WPY:0WIDE:24HEIGHT:2

4、42）创建四分之一实心圆选择Mainmenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>Partialannulus,参数填入：WPX:0WPY:0Rad-1:3Theta-1:903）用布尔运算，从方形板减去四分之一圆，生成带圆孔的方板由Mainmenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Areas>拾取方形>OK>拾取四分之一圆>OK。4.划分单元网格1）设置划分单元网格的密度选择Mainmenu>Preprocessor>Meshing>Meshtool>Lines

5、:Set>拾取圆弧>OK>NDIV:15>APPLY>拾取四条直角边>OK>NDIV:30>OK，返回。即在四分之一圆弧上设置15个单元格边，在其他4条直角边上设置30个单元格边。2）划分网格回到Meshtool对话框，选中Shape域中Tri和Free的情况下点击mesh按钮，在弹出的“Meshareas”对话框中点击Pickall按钮，得到三角形单元网格。5.施加位移的约束条件及外载荷1）在水平方向的对称截面上施加垂直方向的位移约束Mainmenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>

6、OnLines>拾取下面的直角边>OK>Lab2:UY>OK。2）在垂直方向的对称截面上施加水平方向的位移约束Mainmenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnLines>拾取左侧的直角边>OK>Lab2:UX>OK。3）在右侧截面上定义均布载荷Mainmenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure>OnLines>拾取右侧直角边>OK>Value:100>OK。6.求解将求解对象设定为全部实体。Utili

7、tyMenu>Select>Everything计算：MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS,在“SolveCurrentLoadStep对话框中点击OK按钮开始计算，关闭STATUSCommand。7.计算结果分析1）合位移等值线选择：MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu，出现ContourNodalSolutionData对话框，选择NodalSolution>DOFSolution>Displaceme