1、.材料成型軟件應(yīng)用課程上機(jī)報(bào)告之二 題目：中心帶圓孔方板均勻受壓的模擬分析報(bào)告專 業(yè)：材料成型及控制工程班 級(jí)：2學(xué) 號(hào)：姓 名： *;上機(jī)報(bào)告之二：ANSYS結(jié)構(gòu)靜力分析實(shí)例一、問題描述 已知一塊中心帶圓孔的正方形鋼板，邊長(zhǎng)為200mm，中心圓孔直徑為50mm，常溫下受拉力q=50N/mm，厚度為t=2mm，彈性模量為E=2.06×105MPa，泊松比=0.3，屈服應(yīng)力為s=235Mpa，密度為7.84×10-6kg/m3。如圖1所示：圖1二、問題分析因?yàn)橹行膸A孔的正方形鋼板對(duì)稱，所以簡(jiǎn)化分析1/4個(gè)正方形鋼板即可。在ANSYS建模時(shí)，以正方形鋼板兩邊中線為基準(zhǔn)，將方板

2、均勻分成4部分，選取其中一部分進(jìn)行分析，如圖2所示：圖2可以先建立模型，劃分網(wǎng)格，再加載荷最后模擬結(jié)果。三、模擬計(jì)算過程1、 定義文件名稱 GUI：Utility Menu>File>Change Jobname 在彈出的對(duì)話框中，在輸入欄中輸入Square-hole。2、 參數(shù)選擇 GUI：Main Menu>Preferences操作后彈出對(duì)話框，選擇structural，單擊OK。如下圖3所示。圖33、定義單元 GUI：Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete 操作后彈出對(duì)話框，單擊Add按

3、鈕。在彈出的對(duì)話框中左邊選擇Structural Solid，右邊選擇Brick 8 node 185單元，單擊OK，如圖4所示：圖44、定義材料屬性 GUI：Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models 操作后彈出對(duì)話框，選擇Structural>Linear>Elastic>Isotropic，彈出對(duì)話框，在EX中輸入2.06e5，PRXY中輸入0.3，單擊OK。如圖5所示：圖5再選擇Favorites>Linear Static>Density，彈出對(duì)話框，在DENS中輸入7.8

4、4e-6，單擊OK，如圖6所示：圖6選擇Structural>Nonlinear>Inelastic>Rate Independent>Isotropic Hardening Plasticity>Mises Plasticity>Bilinear，彈出對(duì)話框，在Yield Strs（屈服強(qiáng)度）中輸入235，單擊OK。如圖7所示：圖75、建立幾何模型建立正方形：GUI：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimensions彈出對(duì)話框，輸入X1

5、,X2,Y1,Y2為0，100，0，100，單擊OK。如圖8、圖9所示：圖8圖9建立圓形：GUI：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Circle>Solid Circle 彈出對(duì)話框，輸入Radius=25，單擊OK。如圖10 、圖11所示：圖10圖11從正方形中減去圓形：GUI：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>subtract>Areas出現(xiàn)拾取框，選中正方形，單擊OK，再次出現(xiàn)拾取框，選中圓，單擊OK。如圖12、圖1

6、3、圖14所示：圖12圖13圖14拉伸圖形：GUI：Modeling>Operate>Extrude>Areas>By XYZ Offset>輸入0,0,2>OK,使圖形由長(zhǎng)方形變?yōu)殚L(zhǎng)方體，如圖15、圖16、圖17所示：圖15圖16圖176、劃分網(wǎng)格GUI:Meshing>MeshTool>Global Set>SIZE Element edge length 2.5>OK>Mesh，如圖18、圖19、圖20所示：圖18圖19圖207、添加載荷Preprocessor >Loads> Define Loads >

7、;apply> Displacement one Areas，如圖21、圖22所示：圖21圖22Preprocessor > Loads > Define Loads>Settings >Replace vs Add>constraints在選擇UX，Add to existing如圖23所示：圖23下一步驟同理，如圖24、圖25、圖26圖24圖25圖268、添加力Preprocessor >Loads> Define Loads> apply> Pressure >on Areas選擇兩個(gè)面單擊OK在彈出對(duì)話框中VALUE處輸

8、入-25，如圖27、圖28所示：圖27圖289、求解：GUI:Solution>Anasysis Type>New Anasysis >對(duì)話框中選擇Static>OK如圖29所示，Solutio>Slove>Current LS，結(jié)果如圖30所示：圖29圖30四、模擬結(jié)果分析1、等效應(yīng)力： GUI:General PostProc >Plot Resul>contour plot>Nodal Solu>Stress>von Mises stress >OK，如圖31、圖32所示：圖31圖32從圖32可知，應(yīng)力出現(xiàn)在中心圓孔

9、的周圍，沿著圓半徑向外方向，應(yīng)力逐漸減小，靠近圓孔中心的等效應(yīng)力最大，其值為53.0669Mpa，邊緣處的等效應(yīng)力最小，最小值為24.9479Mpa。2、等效位移：GUI:General PostProc >Plot Resul>contour plot>Nodal Solu>DOF Solution>Displacement vector sum>OK，如圖33、圖34所示：圖33圖34從圖34可知，在靠近中心圓孔部位的等效位移比較小，最小值為0.15034mm，沿著圓孔直徑往外離圓孔越遠(yuǎn)等效位移越大，角落處等效位移最大，最大值為0.19722mm。3、應(yīng)

10、變：GUI:General PostProc >Plot Resul>Nodal Solu>Elastic Strain>von Mises elastic strain>OK，如圖35、圖36所示：圖35圖36從圖36可知，離中心圓孔近的地方應(yīng)變大，最大值為0.256*10-3，離中心圓孔越遠(yuǎn)應(yīng)變就越小。五、分析結(jié)論由模擬結(jié)果分析中可以總結(jié)出：1、等效應(yīng)力在離中心圓孔處越近應(yīng)力最大，越往邊緣則應(yīng)力就小2、中心圓孔附加位移最小，越往邊緣位移越大3、中心圓孔周圍等效應(yīng)變最大，越往邊緣越小。在中心圓孔周圍所受到的應(yīng)力和應(yīng)變最大，所以在整個(gè)鋼板中，是最危險(xiǎn)的，但是該區(qū)域面積較小，隨著遠(yuǎn)離圓孔，所受應(yīng)力應(yīng)變逐漸減小。中心圓孔處的位移較小，位移帶圍繞著圓孔均勻分布，在板料的四個(gè)角處發(fā)生的位移最大，該方板尖角處最容易產(chǎn)生變形和失效。所以要根據(jù)圓孔周圍的應(yīng)力應(yīng)變情況來合理設(shè)計(jì)選材。六、總結(jié) 這次中心帶圓孔方板均勻受壓的模擬分析的上機(jī)實(shí)驗(yàn)中，通過了ANSYS軟