問題的描述

一懸臂梁左端受固定約束，右端自由，結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示，求梁受載后的Mises應(yīng)力，位移分布。

材料性質(zhì)：彈性模量E=2e3，泊松比v = 0.3，

邊界條件：上表面均布壓力載荷 P=1 Pa。左側(cè)表面固定。

提示： WELSIM中的量都沒有單位，用戶應(yīng)自己保證量綱的一致性。

啟動WELSIM

啟動WELSIM有以下兩種方法，可以任意選一種。

1.雙擊桌面WELSIM v1.0的快捷方式圖標(biāo)。

2.在Windows操作系統(tǒng)中選擇：[開始]->[程序]->[WELSIM]->[WELSIM v1.0]。

啟動WELSIM后，出現(xiàn)程序的主窗口界面。在窗口的頂端位置的工具欄點擊 “New”按鈕，如果您使用的是已經(jīng)激活授權(quán)的版本，就會建立一個初始化的項目。如下圖所示，

創(chuàng)建部件

在WELSIM工具欄的頂部點擊“Create Box”按鈕，會生成一個立方體，修改屬性中的長寬高分別為：長0.2, 寬0.03，高0.02。就會得到想要的懸臂梁結(jié)構(gòu)了。

創(chuàng)建材料

雖然系統(tǒng)自帶一個Structural steel （結(jié)構(gòu)鋼）的材料并可以直接使用。為了大家能熟悉WELSIM建立材料的過程。我們來創(chuàng)建一個材料。

在窗口左上角工具欄中點擊”Add Material”按鈕，添加一個材料。右鍵點擊新加入的材料節(jié)點。雙擊材料節(jié)點，會進入到材料編輯模式。給材料添加2個屬性“Young’s Modulus”和“Poisson’s ratio”，并各自賦值2e3和0.3。點擊OK按鈕結(jié)束材料定義。是不是很簡單？

網(wǎng)格劃分

WELSIM v1.0采用全自動網(wǎng)格劃分的方式。用戶可以控制網(wǎng)格密度和單元類型。這里我們設(shè)置最大單元尺寸”Maximum Size”為0.004，其他不做修改。點擊工具欄中的網(wǎng)格劃分按鈕，系統(tǒng)將會生成默認的Tet10單元網(wǎng)格。網(wǎng)格的統(tǒng)計結(jié)果和顯示如下：共生成了7526個高階四面體單元，節(jié)點數(shù)為13269。

施加邊界條件

接下來我們施加2個邊界條件，1個均布表面壓力，1個端面的全約束。

1)在工具欄中點擊“Add Pressure”按鈕，在其屬性窗口中設(shè)置施加的面，壓力大小，和方向。這里我們在Y方向上給與 -1的均布壓力，負號表示方向向下。施加壓力后圖形會以高亮和文字顯示出來。

2) 在工具欄中點擊“Add Constraint”按鈕施加一個全約束用來模擬焊接。施加在支架的背面。

求解

當(dāng)邊界條件設(shè)置完畢以后，即可以點擊工具欄中的求解按鈕進行計算。

結(jié)果顯示

WELSIM v1.0當(dāng)前支持位移，應(yīng)力，和應(yīng)變?nèi)N最常用的結(jié)果。雙擊結(jié)果節(jié)點，就可以查閱并分析結(jié)果了。下面分別是系統(tǒng)預(yù)制的全變形和von-Mises應(yīng)力結(jié)果。

1. 全變形（Total Deformation）:

2. Von-Mises 應(yīng)力（含網(wǎng)格）

3. X方向變形

獲得應(yīng)力和變形值以后，一個基本的懸臂梁分析也就完成了。這里我們最大的von-Mises應(yīng)力是2.77e2，雖然應(yīng)力很小，但是由于材料的剛度很小只有2e3，所以變形比較大，有0.1545，同時我們也就知道這個懸臂梁選用是否合理了。

退出WELSIM

至此，對此例題的分析過程已經(jīng)完成。單擊窗口右上角的關(guān)閉按鈕，或者在主菜單中選擇[File] -> [Quit]，退出WELSIM。