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1、 现代机械设计方法题 目 名 称 薄板圆孔构件承载分析 学 生 姓 名 LHW 学 号 0941102022 系 、专 业 机械与能源工程系09车辆班 指 导 老 师 唐宁老师 薄板圆孔构件承载分析已知：有一中心圆孔的薄板，薄板厚度为0.01m,在其两端承受均布载荷P=0.5MPa,求薄板内部的应力场分布。薄板弹性模量为69GPa，泊松比为0.3。问题分析：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建立几何模型，进行分析求解。 求解步骤：一: 建立工作文件名和工作标题1. 启动ANSYS10.0。选择Utility Menu/Change Jobname命令，出现Cha
2、nge Jobname对话框。在Enter new jobname栏输入工作文件名bobanyuankong，单击OK按钮关闭对话框。2. 选择Utility Menu/Change Title命令，出现Change Title对话框，在输入栏中输入STRESS ANALYSIS IN A SHEET,单击OK按钮关闭该对话框。如图：二: 定义单元类型1. Main Menu/Preprocessor/Element Type/Add/Edit/Delete命令，出现Element Type对话框，单击Add按钮，出现Library of Element Types 对话框，在Library
3、of Element Types列表框中选择Structural Solid,Quad8node 82,在Element Type reference number输入栏中输入1，单击OK按钮关闭该对话框。如图：2.单击Element Types对话框上的Close按钮，关闭该对话框。三: 定义材料性能参数1. 选择Main Menu/Preprocessor/Material Props/Material Models命令，出现Define Material Model Behavior对话框。2. 在Material Models Available 一栏中一次双击Structural L
4、inear Elastic Isotropic选项，出现Liner Isotropic Propeties for Material Number 1对话框，在EX输入栏中输入6.9E10，在PRXY输入0.3 ，单击OK按钮关闭该对话框。如图； 3.在Define Material Model Behavior对话框中选择Material/Exit命令，关闭该对话框。四：创建几何模型划分网格1. 选择Main Menu/Preprocessor/Modeling/Create/Areas/Rectangle/By Dimensions命令，出现Create Rectangle by Dime
5、nsions对话框，输入如图： 2. 选择Main Menu/Preprocessor/Modeling/Create/Areas/Circle/By Dimensions命令，出现Circular Area by Dimensions对话框，输入如图： 3.选择Main Menu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Subtract/Areas命令，出现Subtract Areas选择菜单，在输入栏中输入1，单击OK按钮，在输入栏中国输入2，单击OK按钮关闭该对话框。 4.选择Main Menu/Preprocessor/Numbering Ctrl
6、s/Compress Numbers命令，出现Compress Numbers对话框，在Label Item to be compressed下拉选框中选择All，单击OK按钮关闭该对话框。 5.选择Main Menu/Preprocessor/Meshing/Size cntrls/ ManualSize/Global/Size命令， 出现Global Element Sizes对话框，在SIZE Element edge length 输入栏中输入0.02，单击OK按钮关闭该对话框。 6.选择Main Menu/Preprocessor/Meshing/Meshing/Mesh/Areas
7、/Mapped/By Corners命令，出现Map Mesh Area by输入菜单，在输入栏中输入1，单击OK按钮，出现Map Mesh Area by 选择菜单，在输入栏中输入1,4,5,3，单击OK按钮关闭该对话框。 7.选择Utility Menu Menu/Plot/Elements命令，ANSYS显示窗口将显示网格划分后的结果，如图： 8.选择Utility Menu/File/Save as命令，出现Save Datebase对话框，在Save Datebase to 输入栏中输入bobanyuankong.db保存操作过程，单击OK按钮关闭该对话框。五：加载求解1. 选择Ma
8、in Menu /Solution/Analysis Type/New Analysis命令，出现New Analysis对话框，选择分析类型为Static, 单击OK按钮关闭该对话框。 2. 选择Utility Menu/Select/Entities命令，出现Select Entities对话框。在第一个下拉选框中选择Lines，在第二个下拉选框中选择By Num/pick,在第三栏中选择From Full，如图所示，单击OK按钮，出现Select lines，选择菜单，在输入栏中输入4，如图所示，单击OK按钮关闭对话框。 3. 选择Utility Menu/Select/Entities
9、命令，出现Select Entities对话框。在第一个下拉选框中选择Nodes, 在第二个下拉选框中选择Attached to，在第三栏中选择Lines,all，如图所示，单击OK按钮关闭对话框。 4. 选择Main Menu /Solution/Define Loads/Apply/Structural/Displacement/OnNodes命令，出现Apply U,ROT on N 选择菜单，单击Pick all按钮，出现Apply U,ROT on Nodes对话框，在Lab2 DOFs to be contrained 列表框中选择UY，在VALUE Displacement va
10、lue输入栏中输入0，单击OK按钮关闭对话框。 5. 选择Utility Menu/Select/Entities命令，出现Select Entities对话框。在第一个下拉选框中选择Lines，在第二个下拉选框中选择By Num/pick,在第三栏中选择From Full，单击OK按钮，出现Select lines，选择菜单，在输入栏中输入5单击OK按钮关闭对话框。 6. 选择Utility Menu/Select/Entities命令，出现Select Entities对话框。在第一个下拉选框中选择Nodes, 在第二个下拉选框中选择Attached to，在第三栏中选择Lines,all
11、，单击OK按钮关闭对话框。7. 选择Main Menu /Solution/Define Loads/Apply/Structural/Displacement/OnNodes命令，出现Apply U,ROT on N 选择菜单，单击Pick all按钮，出现Apply U,ROT on Nodes对话框，在Lab2 DOFs to be contrained 列表框中选择UX，在VALUE Displacement value输入栏中输入0，单击OK按钮关闭对话框。 8. 选择Utility Menu/Select/Entities命令，出现Select Entities对话框。在第一个下拉
12、选框中选择Lines，在第二个下拉选框中选择By Num/pick,在第三栏中选择From Full，单击OK按钮，出现Select lines，选择菜单，在输入栏中输入1，单击OK按钮关闭对话框。9. 选择Utility Menu/Select/Entities命令，出现Select Entities对话框。在第一个下拉选框中选择Nodes, 在第二个下拉选框中选择Attached to，在第三栏中选择Lines,all，单击OK按钮关闭对话框。10. 选择Main Menu /Solution/Define Loads/Apply/Structural/Pressure/On Nodes命
13、令，出现Apply PRES on Nodes选择菜单，单击Pick all按钮，出现Apply PRES on Nodes对话框，在VALUE Load PRES value输入栏中输入-5E5，单击OK按钮关闭对话框。 11. 选择Utility Menu/Select/Everything命令。12. 选择Utility Menu/File/Save as命令，出现Save Database对话框，在Save Database to输入栏中输入bobanyuank2.db保存操作过程，单击OK按钮关闭对话框。13. 选择Main Menu /Solution/Solve/Current
14、LS命令，单击Solve Current Load Step对话框上的OK按钮，ANSYS开始求解就算，求解结束后，ANSYS现实窗口出现Note提示框，单击Close按钮关闭该对话框。14. 14. 选择Utility Menu/File/Save as命令，出现Save Database对话框，在Save Database to输入栏中输入bobanyuank3.db保存操作过程，单击OK按钮关闭对话框。六：查看求解结果1. 选择Main Menu/General Postproc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu命令，出现Contour Nodal Solution Data对话框，选择Nodal Solution/DOF Solution/displacement vector sum，如图示，单击OK按钮，ANSYS显示窗口如图所示： 合位移等值线2. 选择Main Menu/General Postproc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu命令，出现Contour Nodal Solution Data对话框，选择Nodal Solution/Stress/von Mises stress，如图示，单击OK按钮，ANSYS显示窗口如图所示：
