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1、薄板圆孔构件的承载分析【摘要】薄板圆孔构件在工程实际中是非常常见的一种构件。利用ANSSYS10.0软件对其进行分析可以更好的了解其受力状况下的位移和应力场的变化情况。，而达到优化设计的目的。减少材料的消耗量，达到最经济，合理的设计，实现可持续发展，最终作出令人满意的设计。【关键词】 薄板 位移 应力场 设计Thin round hole component analysis of load【Abstract】the thin round hole component in engineering practice is a very common a component. Use ANSSY
2、S10.0 software to analyze it can better understand the stress state of the change of stress field and displacement. , and to achieve the purpose of optimization design. Reduce the consumption of materials, achieve the most economic and reasonable design and realize the sustainable development, make
3、a satisfactory design.【Key words】 sheet displacement stress field design一 引言随着科学技术的发展对构件所承受载荷增加提出了更高的要求。薄板圆孔是很多机器上的重要零部件，其构件主要承受横向的拉力。它的结构对其性能、可靠性、寿命都有着重要的影响。如果能求的其在受横向拉力时的位移和应力分布就可对其进行优化设计。有限元的分析方法在工程上已经得到广泛的应用，利用有限元的方法可对其力和位移的分析。ANSSYS软件是一款大型的有限元分析软件。利用ANSSYS10.0软件对其进行静力学分析，求的其的和位移等值线图和等效应力场等值线图，从
4、而达到对构件的优化设计。二 构件设计构件的描述：一个有材料为普通45刚的薄板构件，总长为1m,高为0.6m，薄板厚度为0.01m。中间开一个圆孔，圆孔的直径为0.2m。薄板弹性模量为69GPa，泊松比为0.3。构件的要求在其两端各承受均部载荷为0.5MPa。三 有限元法的基本思想 有限元法分析是在力学模型上将一个原来连续的物理弹性实体离散成有限多个单元，这些单元仅在有限各节点上连接，并在节点上引进等效力代替实际作用于单元上的外力。对于每个单元，根据分块近似的思想，选择一种简单的函数来表示单元内位移的分布规律，并按弹性理论中的能量原理建立单元节点力和节点位移之间的关系。最后，把所有单元的这种关系
5、式集合起来，就得到一组以节点位移为未知量的代数方程组，解这些方程组就可以求出物体上有限个离散节点上的位移。四 建立有限元模有限元模型的建立包括建立几何模型和网格划分。该过成应首先确立进行分析工程的文件名、工作标题，并定义单元类型、单元实常数、材料模型及参数，然后在建立几何模型和划分网格。该问题属于平面应力问题。根据平板结构的对称性，选择整体结构的1/4建立模型。建立模型如下图：建立模型并且网格化分五 加载求解加载求解包括以下步骤：定义分析类型和分析选项、施加载荷、定义边界条件、设置输出格式、进行求解计算。根据要求对其进行加载求解得节点和位移等值线图如图所示：和位移等值线图根据图形可看出构件可以
6、清楚的了解到各个解点在其拉力其概况下的位移量，在最右边的下方为其最大值，在其圆的边上位移最小，则在这些地方最容易发生断裂，设计时应该加强这些点得强度。根据要求对其进行加载求解得等效应力场等值线图如图所示：等效应力场等值线图根据图形可以看出构件整体各点的应力变化。其中和应力的最大值产生在其圆弧的边界处，这些地方是构件形状变化大的地方容易产生应力集中，应力变化比较大的也发生在圆弧处，则该出容易发生疲劳破坏。设计构件的时候应注意对这些地方加强抗疲劳能力和减少应力集中。 六 总结结构分析是有限元分析中最常见的一种类型，可以在构件设计时对构件进行多种分析。从而了解构件在工作中遇到的各种问题，从而达到优化设计的目的，实现资源的合理分配，材料的最大利用，实现经济效益。参考文献：【1】 王金龙 王清明 王伟章 ANSYS12.0有限元分析与范例解析 机械工业出版社【2】 王新荣 陈永波 有限元法基础及ANSYS应用 科学出版社【3】 张乐乐 谭南林 焦风川 ANSYS辅助分析应用基础教程 北京大学出版社、北京交通大学出版社有限元小论文班级：汽车091姓名：董扬龙学号：0915064024
