有限元ANSYS报告(中山大学工学院).pdfVIP

中山大学 本科生实验报告书 院 系 工学院 专业班级 理论与应用力学xxx级 实验课程 有限元ANSYS上机 姓 名 学 号 实验地点 中山大学东校区实验中心 实验时间 2016年 5 月 25 日 指导教师 刘祚秋 1 有限元ANSYS上机练习报告 一、题目 1 1、问题描述 下图1所示为一带圆孔的单位厚度的正方形平板，在x方向作用均布压力0.25Mpa，取 弹性模量E 2E5，泊松比 0.3 。 y 0．25MPa 0．25MPa x 3mm 48mm 图1 平板示意图 2、实验目的及要求 （1）用矩形单元和六节点三角形单元对平板进行有限元分析，绘出变形及应力云图； （2）将ANSYS分析结果与弹性力学理论解对比，说明有限元数值解的特性。 3、问题分析及其理论解 孔口应力集中问题是弹性力学中的经典问题，平板厚度与长宽方向尺寸相比可以忽略， 所以这个问题可以看成一个平面应力问题；在弹性力学中，下图2所示基本问题有如下式（a） 所示理论解 （极坐标系下），即齐切尔西解： 使用ANSYS时我们将其看成带厚度的平面应力问题， b A(r,) 图2 基本问题示意图 2 (a) 1 此外，进行有限元分析时，由于对称性我们可以只选取 (如右上角)部分进行建模和 4 分析。 4、ANSYS建模及求解 1 建模步骤 1 (1)建立平板右上角 部分的平面图形，如图3所示： 4 图3 （2）网格划分，我们首先建立如下图4所示矩形网格单元，矩形单元分析完后建立如图5 所示的六节点三角形网格单元，两种网格划分均先在圆弧段采用精细划分，另外也应注意两 种划分需要在不同ANSYS文件下建立。 3 图4 矩形网格单元 图5 六节点三角形网格单元 （3）在图4或图5单元上两对称轴处施加位移约束，y 向边界施加x方向约束，x 向边界施 加y 向约束；然后在右边界上施加均布荷载0.25MPa。 2 模型求解 使用Solve命令求解模型并在后处理中查看求解结果。 5、结果查看及分析 1 结果查看 分别绘制出矩形单元和六节点三角形单元模型求解后的变形及应力云图。 矩形网格模型： （1）位移矢量： 图6 位移矢量 4 （2）应力云图： 图7