算例1_带孔方板的有限元分析

带孔方板的有限元分析

2m

p

p=10N/m t=0.01m R=0.05m E=2.1e11N/m μ=0.3 ρ=2700kg/m 3262

GUI操作 (1)

启动ANSYS（设定工作目录和工作文件）

运行ANSYS Product Launcher  在Working Directory下设置工作目录  在Job name中设定任务名称为plate  点击Run (2) (3)

设置计算类型

ANSYS Main Menu: Preferences  Structural  OK 选择单元类型

ANSYS Main Menu: Preproccessor  Element Type  Add/Edit/Delete  Add  Solid:Quad 4node 42  OK  Option  K3: Plane Strs w/thk（带厚度的平面应力问题）  OK  Close (4)

定义材料参数

ANSYS Main Menu: Preproccessor  Material Props Material Model  Structural  Linear  Elastic  Isotropic: EX: 2.1e11, PRXY: 0.3  OK  关闭窗口 (5)

定义实常数以确定平面问题的厚度

ANSYS Main Menu: Preproccessor  Real Constant  Add/Edit/Delete  Add  Type 1  OK  Real Constant Set No.: 1（第1号实常数）, THK: 1（平面问题的厚度）  OK  Close

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(6) 生成几何模型 生成平面方板

ANSYS Main Menu: Preproccessor  Modeling  Create  Area  Rectangle  By 2 Corners

 WP X: 0, WP Y:0, Width: 2, Height: 2  OK

生成圆孔模型

ANSYS Main Menu: Preproccessor  Modeling  Create  Area  Circle  Solid Circle  WP X: 1, WP Y: 1, Radius: 0.05  OK

生成带孔方板

ANSYS Main Menu: Preproccessor  Modeling  Operate  Booleans  Subtract  Area  鼠标点击Area 1（方板）（由于area 1和area 2位置重叠，因此需要通过Prv和Next来进行选择，注意窗口的提示） OK（在Multi-Entities窗口中） OK（在Subtract Area窗口中） 鼠标点击area 2（圆孔） OK  OK (7)

网格划分

ANSYS Main Menu: Preproccessor  Meshing  MeshTool  位于Size Controls下的Global: Set  NDIV: 32（每一条线分为32段） OK  MeshTool  点击Mesh按钮  Pick All（位于Mesh Areas选择窗口的左下角） Close（关闭警告窗口）  Close (8)

模型施加约束和外载 左边加X方向的约束

ANSYS Main Menu: Solution  Define Loads  Apply  Structural  Displacement  On Nodes  鼠标选择左侧所有节点（可用选择菜单中的Box拉出一个矩形框来框住左边线上的节点） OK  Lab2 DOFs: UX, Value: 0  OK

左下角节点加X，Y两方向约束

ANSYS Main Menu: Solution  Define Loads  Apply  Structural  Displacement  On Nodes  鼠标选择左下角（0, 0）节点  OK  Lab2 DOFs: UX, UY Value: 0  OK

右侧加X方向的均布载荷

ANSYS Main Menu: Solution  Define Loads  Apply  Structural  Pressure  On Line  鼠标选择右侧边  OK  Value: －1e6  OK  Close（关闭警告窗口） (9)

分析计算

ANSYS Main Menu: Solution  Solve  Current LS  OK  警告窗口选择Y  Close “Solution is done!”对话框  关闭文字窗口 (10) 结果显示

ANSYS Main Menu: General Postproc  Plot Result  Deformed Shape  Def + Undeformed  OK  Contour Plot  Nodal Solu  Stress, Von Mises, Def + Undeformed  OK（还可以继续观察其他结果） (11) 退出系统

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ANSYS Utility Menu: File  Exit  Save Everything  OK 命令流

fini

/clear,nostart /prep7

ET,1,PLANE42 KEYOPT,1,3,3

MP,EX,1,2.1e11, MP,PRXY,1,0.3,

R,1,0.01,

BLC4,0,0,2,2,

CYL4,1,1,0.05, ASBA, 1, 2,

ESIZE,0,32

AMESH,ALL

NSEL,S,LOC,X,0 D,ALL,UX,0

NSEL,R,LOC,Y,0 D,ALL,UX,0,,,,UY, LSEL,S,LOC,X,2

SFL,ALL,PRES,-1e6 ALLSEL,ALL /solu SOLVE

！定义单元类型

！定义单元选项

！定义弹性模量 ！定义泊松比

！定义实常数

！创建方板

！方板中剪掉圆孔

！设定分割数

！划分单元

！选择最左侧节点

！约束UX方向位移

！选择（0，0）处节点

UX，UY方向位移 ！选择右侧线

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！创建圆孔

！约束

！施加压力

/POST1 PLDISP,2 /DSCALE,1,1.0 PLNSOL, S,X, 0,1.0

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