基于ansys薄板問題
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
基于ansys薄板問題的視頻教程
基于ansys薄板問題的實例教程
本篇博文說明ANSYS是如何使用自適應網格劃分技術來自動得到收斂解的。
該例子來自于《ANSYS機械工程應用精華50例》的第48個例子。【（第三版），高耀東，劉學杰主編，電子工業出版社，2011.】，本文主要對其加強了顯示部分和講解部分，以便用戶能更清晰地理解其分析過程。
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【問題描述】
一塊帶孔方板，一端固定，另外一端施加分布壓力，要求其中的應力分布。
已知方板長200mm,寬100mm，在正中間鉆一通孔，半徑為10mm。
【問題分析】
靜力學問題，平面應力，最簡單的線彈性問題。
為了得到問題的真實解，需要細分網格。
如果對整體細分網格，則會面臨一個問題：在左邊固定端的上下角點處，由于應力集中，此處的應力會隨著網格劃分細密而無限增大。真正應該細分的是中間空周圍。
如果是手工劃分方式來細分網格，也是可行的。不過這要手工細分多次，這里使用自適應網格劃分方法來自動細分網格。
為了只對中間關注區域進行網格細分，這里把整個面分為三部分，然后選中中間一塊面，對它進行自適應網格劃分。
計算的結果就是收斂的結果，不需要再次細分網格。
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1. 建模
（1.1）創建單元類型，設置材料模型
/PREP7
ET,1,PLANE42
MP,EX,1,2e11
MP,PRXY,1,0.3
上述命令確定用PLANE42單元來建模，并給出了彈性模量和泊松比。
展開 對于一般的強度問題，我們總是用應力來度量其強度的。但是對于有裂紋的，高強度的構件，使用應力來度量其強度就是錯誤的，此時需要使用新的準則來考察其強度問題。
《斷裂力學》提供了對于這種問題的強度計算方法，并給出了諸如能量釋放率，應力強度因子，J積分等概念來度量含有裂紋構件的強度，以考察一個帶有裂紋的構件，在某種外力作用下，它的裂紋是否會進一步擴展；或者如果想要它的裂紋不進一步擴展的話，其裂紋的長度應該是多少，等等。
本篇給出一個最經典的例子，就是一塊平板上有一個裂紋，在平板上施加拉力，考慮在該力作用下平板強度的問題。
【問題描述】
一長平板在中間有一水平裂紋，現在板的上下邊沿施加均布拉力如下圖，要求該裂紋的應力強度因子。
其中材料參數，圖中個尺寸的大小以及分布力系的大小如下表。
【問題分析】
1. 該例子來源于ANSYS 15.0 APDL幫助中的一個例子VM256CINT Command>，幫助中對該例子依次使用PLANE183，SOLID185，SOLID186進行建模，并考察應力強度因子。本文只使用了其中的PLANE183建模部分，并對其中命令的順序進行了部分整理，并刪除了部分筆者以為不必要的程序。
2. 對于2-D裂紋，使用ANSYS所推薦的PLANE183單元。
3. 因為是一個對稱問題，只取四分之一建模，并把裂紋尖端點作為坐標原點。
4. 幾何建模時對于裂紋用直線表示，而由于裂紋尖端存在著很高的應力梯度，需要對此處仔細劃分網格。這里用KSCON指明裂紋尖端，并說明如何在其周圍劃分網格。
5. 設置對稱邊界條件，并用CINT定義計算裂紋的相關參數。
6. 后處理中提取出應力強度因子。
7. 本文使用命令流的方式進行求解。
【求解過程】
1.
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核心技術原理
基于拉格朗日方程與牛頓 - 歐拉方程，采用變步長剛性積分算法 + 稀疏矩陣技術，高效求解大規模非線性動力學方程；支持剛柔耦合、非線性接觸、摩擦、疲勞、振動等多物理場耦合分析，兼顧計算精度與效率。
二、核心優勢
1.
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圖源網絡
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