实验二平面结构静力有限元分析指导书

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1、实验二平面结构静力有限元分析一、实验目的：1、掌握ANSYS软件基本的几何形体构造方法、网格划分方法、边界条件施加方法及各种载荷施加方法。2、熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。q=lOON/m3、自困」用ANSYS软件对平面结构进行静力有限元分析。二、实验设备：微机，ANSYS软件（教学版）。三、实验内容：如图所示，使用ANSYS分析平面带孔平板，分析在均布载荷作用下板内的应力分布。已知条件：q=1OON/m,板长L=12m,宽b=12m,厚t=0.02m,圆孔半径r=lm,平板所用材料的弹性模量为E二2.06X10uMpa,泊松比为0.3。o图1-2带孔平

2、板模型四、实验步骤：1、分析问题:山于模型及约束载荷均对称，所以取1/4模型进行分析。q=lOON/m2、建立有限元模型。（1）创建工作文件夹并添加标题；在ANSYS工作冃录下创建一个文件夹，命名为plate,以便用这个文件夹保存分析过程中所生成的文件。启动ANSYS后，使用菜单“File”——"ChangeDirectory...”将工作目录指向plate文件夹;使用uChangeJobname...”输入plate为初始文件名，使分析过程中生成的文件均以plate为前缀。选择结构分析，操作如下：GUI:MainMenu>Preferences>Structura

3、l（2）选择单元；首先进入单元类型库，操作如下：GUI:MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete>Add...在对话框左侧选择Solid选项，在右侧列表中选择Quad8node82选项，然后单击OK按钮。本问题所用单元类型为带厚度平面应力分析，因此分析类型设定为Planestrsw/thk类型，操作如下:GUI：PreProcessorMenu>ElementType>Add/Edit/Delete>Options...在K3项后面下拉菜单中选“Planestrsw/thk“。（3）定义实常数；根据单元类型定

4、义实常数，操作如下：GU上MainMenu>Preprocessor>RealConstants>Add/Edit/Delete>Add...本例单元厚度为0.02m,在弹出的对话框屮THK后文本框屮键入材料厚度值0.02。（4）定义材料属性；定义材料属性（弹性模量和泊松比）的操作如下：GUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Structural>Linear>Elastic>Isotropic在弹出的对话框中输入材料参数：杨氏模量（EX）:2.06ell泊松比（PRXY）:0.3（5）创建实体模

5、型；由于几何模型、材料参数和载荷均关于水平、竖直中心线对称，所以只需要建立方板的1/4模型即可。取坐标原点为圆孔中心，建立右上角的1/4模型。首先由长宽生成板，然后减去半径为r的1/4圆。%1创建矩形（1/4板）：通过长宽定义矩形，操作如下：GU上MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By2comers在弹出的对话框中输入原点坐标（0,0）和板宽6、板高6。%1创建圆面：操作如下：GUI:MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>Soli

6、dCircle在弹出的对话框中输入原点坐标（0,0）和半径1。%1从方板中减去圆：通过布尔操作实现面相减，操作如下：GUI:MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Areas选定矩形，点“OK”；再选中圆，点“OK”即可。（6）划分网格；首先进入MeshTool对话框，操作如下：GUI:MainMenu>Preprocessor>MeshTool在对话框中uElementAttributes"项下拉菜单中选“Areas”。选中“SmartSize”前的小方框，设定SmartSize值为6,让系

7、统设定每个边的网格尺寸。单击“Mesh”按钮，选中模型，OK。保存数据库：GU上Toolbar>SAVE_DB（1）定义约束；由于实体模型及载荷约束均对称，所以利用对称性定义约束。ANSYS提供了专门的设置，以方便设置对称条件，R卩沿对称轴设置usymmetryboundarycondition”，操作如卜：GUI:MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>SymmetryB.C>OnLines选择底边和左侧边（实体模型的对称线），单击Pick对话框中的OK按钮，则