练习实例-结构分析(中间孔)

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1、...平面问题：板中圆孔的应力集中实例[1]：如图所示为承受双向拉伸的板件，其 中心位置有一个小圆孔，尺寸(mm)如图所示。5N/mm2，弹性模量E＝2×10泊松比v=0.3拉伸载荷:q=20N/mm平板的厚度：t=20mm解题思路分析：1.属于平面应力问题2.中心带孔，应使用8节点四边形单元或三角形单元3.注意单位：尺寸mm，力N，故应力N/mm24.最大变形约为0.001mm（忽略孔的影响）,最大应力在孔的顶部和底部，大 小约为3.9N/mm2，即3.9MPa。依次检验有限元的分析结果。5可使用PLANE82单元（平面4节点）；或单元PLANE42（平面4节点）6.KE

2、YOPT,1,3，,3!设置为带厚度的平面问题7R,1,20,!设定实常数No.1，厚度20一.相关设置设置jobname为bracket、Title为”aExampleforBracke，t且”过滤参数为Structural;二.建立网格模型1.创建几何模型：在XY平面内建立一个矩形和圆，并用布尔subtract得到几何模型；2.定义单元类型：选择StructuralSolid选项下的Quad8node82单元，确定返回最后自动得到单元类型为PLANE82。它是8节点的四边形单元，是平面4节点单元PLANE42的高阶形式，更适合有曲线边界的模型。对于本问题，我们需要有厚度

3、的平面应力单元，只需单击单元类型表中的options按钮，弹出PLANE82选项设置窗口，如图所示，在K3对应的方框中选择”Planestrsw/thk，“使得可以设置板的厚度。3.定义实常数：Preprocessor>RealConstants>Add/Edit/Delete。弹出如下对话框,输入板的厚度20......1.定义材料特性：EX＝200000，PRXY＝0.32.定义网格尺寸：网格边长＝25，划自由网格。如下页所示Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>AllAreasPreprocessor>Meshing>M

4、esh>Areas>Free或用MeshTool3.保存工作网格模型图约束、载荷模型图三.加载和求解6.定义分析类型：Solution>AnalysisType>NewAnalysis，设为Static，即结构静态分析；7.施加约束：Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>onLine，s用鼠标点选模型最左侧边，并全部约束(AllDOF)8.施加载荷：板右侧边缘上有一个背离平板的20N/mm的均布线载荷，则均布压力＝线载荷除以板厚20mm＝1N/mm2。对对模型右侧边施加－1的均布表面压力。Solution>De

5、fineLoads>Apply>Structural>Pressure>OnLines9.求解：Solution>Solve>CurrentLS四.检查计算结果，观察收敛情况,决定是否修改网格模型1.节点最大应力检查由于最大应力点的应力值有解析解，因此可以检查该点的应力值。首先显示节点编号，找出孔部对应的节点：UtilityMenu>Plot>Nodes（如果没有显示节点编号，则UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering，⋯打开节点编号），记下与圆顶部对应的节点编号。如图所示列出应力值：GeneralPostproc>ListResults>NodalS

6、olution>Stre，ss检查所要考察节点的SEQV值（等效应力值），查结果可知其大小为2.67N/mm2，与手工计算的结果3.9Mpa有较大的差别，因此需要在孔的周围采用更小的网格尺寸才能获得更为精确的解。......1.修改网格模型：网格模型的修改方式很多，这里选择将孔周围的单元进行网格细化。运用MeshTool的Refine完成，细化级别＝1（稍作细化）。结果如下页图所示。孔周围要细化的单元细化后的网格......21.重新计算：这时检查孔顶部最大等效应力（编号可能会改变）＝3.39N/mm四.后处理6.绘制变形图：GeneralPostproc>PlotResu

7、lts>DeformedShape>Def+undeformed从图中可以看出孔的变形情况、整体变形情况，并且从图中左上角说明得知，最大位移＝1.mm7.绘制等效应力云图：GeneralPostproc>PlotResults>Contourplot>NodalSolution，在弹出的窗口中选vonMisesSEQV，得到等效应力云图如下页所示。...