帶孔的板型結(jié)構(gòu)是工程中常用的結(jié)構(gòu)。在平板上打孔的用處有很多，有的是為了安裝螺栓等連接件，有的是為了在不影響力學(xué)性能的情況下減輕重量。今天我們使用通用有限元仿真軟件WELSIM，來(lái)進(jìn)行孔板的分析，并驗(yàn)證數(shù)值解的準(zhǔn)確率。

孔板與的尺寸和受力狀況如下圖。一個(gè)長(zhǎng)方形平板結(jié)構(gòu)，左側(cè)固定，右邊承受拉應(yīng)力。平板的中間有一個(gè)圓孔。

為了更好的模擬工況并檢驗(yàn)數(shù)值的正確性，下面給出一個(gè)具體的結(jié)構(gòu)尺寸，受力大小，和材料屬性：

這里會(huì)發(fā)現(xiàn)泊松比我們?cè)O(shè)置為0，這樣單一方向上的受力不會(huì)對(duì)其他方向上的變形產(chǎn)生影響，目的是為了更好把計(jì)算結(jié)果與理論值對(duì)比。

下面打開(kāi)仿真軟件WELSIM，設(shè)置材料參數(shù)。新建一個(gè)材料節(jié)點(diǎn)，并添加彈性模量和泊松比兩個(gè)屬性，如圖所示：

由于是孔板結(jié)構(gòu)，我們可以通過(guò)建立一個(gè)板和一個(gè)柱體，然后通過(guò)布爾操作，得到孔板：

并給新生成的孔板賦予剛才定義的材料，如圖所示：

下面劃分網(wǎng)格， 由于在孔周圍的應(yīng)力相對(duì)集中，我們?cè)诳字車O(shè)置相對(duì)密集的網(wǎng)格，劃分好的網(wǎng)格如下，共得到36796個(gè)節(jié)點(diǎn)，和22927個(gè)四面體單元。

接下來(lái)，添加兩個(gè)邊界條件，一個(gè)全約束，一個(gè)大小為1e4的正拉力。

左邊施加全約束

右邊施加均布拉力（Pressure）1e4

設(shè)置就已經(jīng)全部完成了，點(diǎn)擊求解按鈕，很快就可以得到計(jì)算結(jié)果了。計(jì)算完畢后，加入一個(gè)全位移結(jié)果，和X正應(yīng)力結(jié)果，并讀取顯示。結(jié)果如圖所示：

全位移，最大值為1.55

X方向的正應(yīng)力，從-3.156e4到8.843e2

X方向的正應(yīng)力，孔局部位置，從-3.156e4到8.843e2

接下來(lái)我們來(lái)驗(yàn)證X方向正應(yīng)力的結(jié)果，計(jì)算結(jié)果還是非常接近理論值的。

這個(gè)算例也保存在了WELSIM軟件的安裝目錄中，用戶可以直接打開(kāi)名為VM_WELSIM_002B.wsdb的文件來(lái)進(jìn)行計(jì)算，并驗(yàn)證。