帶孔薄板的ansys
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
帶孔薄板的ansys的視頻教程
![ANSYS/ABAQUS使用(帶孔平板拉伸實(shí)例)[初識(shí)有限元CAE分析]](https://img.jishulink.com/cimage/0c683776c596fd2f7dde46fd773a666b_cdn.jpg?image_process=resize,fw_640,fh_404,)
ANSYS/ABAQUS使用(帶孔平板拉伸實(shí)例)[初識(shí)有限元CAE分析]
課程通過ANSYS APDL/ANSYS Workbench/ABAQUS三種有限元分析工具，仿真一個(gè)帶孔平板拉伸的靜力學(xué)分析過程。 帶孔平板拉伸實(shí)例是一個(gè)非常經(jīng)典的案例，網(wǎng)上資料豐富，由于小孔造成幾何突變，會(huì)帶來應(yīng)力集中。這里暫時(shí)不考慮應(yīng)力集中效應(yīng)，僅做一個(gè)簡單仿真，旨在讓朋友們了解軟件的操作差異。后續(xù)有機(jī)會(huì)可以向朋友們介紹有限元仿真中應(yīng)力集中問題。
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帶孔薄板的ansys的實(shí)例教程
ANSYS的自適應(yīng)網(wǎng)格劃分解決了這個(gè)難題。不過該技術(shù)還存在諸多限制。例如只能用于線性靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析和線性穩(wěn)態(tài)熱分析等，不過這種限制，隨著ANSYS版本的更新，在逐漸減少。希望隨著ANSYS的發(fā)展，最終能夠?qū)τ谌我獾姆治龆寄軌蜃龅竭@一點(diǎn)，這對(duì)于用戶來說無疑是相當(dāng)重要的，我們翹首企盼好了。
本文轉(zhuǎn)自宋博士的博客，分享學(xué)習(xí)
機(jī)械分析源代碼
本博文是關(guān)于ANSYS與ABAQUS比較之系列博文，本例子使用ABAQUS做熱應(yīng)力分析，后面會(huì)使用ANSYS對(duì)同一個(gè)問題做熱應(yīng)力分析。
【問題描述】
一個(gè)帶孔平板結(jié)構(gòu)如下圖
該平板上邊沿固定，左右兩邊是滾動(dòng)支座支撐。該板的初始溫度是25度，現(xiàn)在要求當(dāng)溫度升高到150度時(shí)，板中的應(yīng)力分布。
已知：材料的彈性模量是2e9pa, 泊松比是0.3,熱膨脹系數(shù)是1.35e-5/度。
【問題分析】
1.
分析類型。這是一個(gè)平面應(yīng)力問題，應(yīng)力的產(chǎn)生是因?yàn)闇囟鹊淖兓瘜?dǎo)致產(chǎn)生了熱應(yīng)變，而該熱應(yīng)變又被約束限制導(dǎo)致熱應(yīng)力的產(chǎn)生。
2.
非線性考慮。只有一個(gè)物體，不存在接觸非線性；沒有材料非線性；沒有幾何非線性。總之，這就是一個(gè)最簡單的線彈性分析。
3. 幾何建模。由于該結(jié)構(gòu)左右對(duì)稱，只取一半研究。
4.
邊界條件。除了常規(guī)的位移邊界條件以外，對(duì)該板施加預(yù)定義溫度場25度，而在第一個(gè)分析步修改該溫度場的溫度為150度。
【求解過程】
1. 創(chuàng)建部件
只取一半建模，它是一個(gè)二維的可變形部件。
2. 定義材料屬性
只需要定義彈性模量，泊松比及線膨脹系數(shù)。
3. 定義截面屬性
創(chuàng)建均質(zhì)的實(shí)體截面，并將上述材料屬性賦予給它，然后將該截面屬性賦予給前面的部件。
4. 裝配部件
唯一的部件，導(dǎo)入到裝配即可。
5.設(shè)置分析步
兩個(gè)分析步。
新創(chuàng)建的分析步是最一般的靜力學(xué)通用分析步。
6.定義載荷和邊界條件
首先定義位移邊界條件，在初始分析步中，固定上邊，左右兩邊施加X方向的位移限制。
使用預(yù)定義場確定溫度。
對(duì)整塊板施加25度的初始溫度。
展開 本文說明ANSYS是如何使用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)來自動(dòng)得到收斂解的。
【問題描述】
一塊帶孔方板，一端固定，另外一端施加分布?jí)毫Γ笃渲械膽?yīng)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(xué)問題，平面應(yīng)力，最簡單的線彈性問題。
為了得到問題的真實(shí)解，需要細(xì)分網(wǎng)格。
如果對(duì)整體細(xì)分網(wǎng)格，則會(huì)面臨一個(gè)問題：在左邊固定端的上下角點(diǎn)處，由于應(yīng)力集中，此處的應(yīng)力會(huì)隨著網(wǎng)格劃分細(xì)密而無限增大。真正應(yīng)該細(xì)分的是中間空周圍。
如果是手工劃分方式來細(xì)分網(wǎng)格，也是可行的。不過這要手工細(xì)分多次，這里使用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分方法來自動(dòng)細(xì)分網(wǎng)格。
為了只對(duì)中間關(guān)注區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)分，這里把整個(gè)面分為三部分，然后選中中間一塊面，對(duì)它進(jìn)行自適應(yīng)網(wǎng)格劃分。
計(jì)算的結(jié)果就是收斂的結(jié)果，不需要再次細(xì)分網(wǎng)格。
1. 建模
1.1創(chuàng)建單元類型，設(shè)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。
1.2繪制帶孔方板
RECTNG,0,0.03,0,0.1
RECTNG,0.03,0.17,0,0.1
RECTNG,0.17,0.2,0,0.1
AGLUE,ALL
CYL4,0.1,0.05,0,,0.01
ASBA,4,2
上述命令首先以此創(chuàng)建三個(gè)相連的面，然后把它們粘接在一起，接著在中間創(chuàng)建一個(gè)圓面，然后減去該圓面，從而得到帶孔的方板模型。
這里把整體劃分為三個(gè)部分，是為了只對(duì)中間部分進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)分，因?yàn)榛诹W(xué)理論我們知道，中間圓形周圍才是最危險(xiǎn)處。如果我們對(duì)整體細(xì)分網(wǎng)格，會(huì)發(fā)現(xiàn)固定端角落點(diǎn)的應(yīng)力會(huì)無限上升，這將使得自適應(yīng)網(wǎng)格劃分失去意義。
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我們知道，有限元技術(shù)的基本思想是用分片插值來逼近真實(shí)的函數(shù)。在一般情況下，真實(shí)函數(shù)是什么樣的這很難知道，但是通過縮小單元尺寸可以越來越逼近真實(shí)解。上述思想在有限元分析中就體現(xiàn)在加密網(wǎng)格以得到精確解。
為了進(jìn)行網(wǎng)格加密，一般有限元軟件提供了具備網(wǎng)格加密的方式，有些也提供了自適應(yīng)網(wǎng)格劃分方法來幫助用戶迅速找到收斂解。
本文說明ANSYS是如何使用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)來自動(dòng)得到收斂解的。
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本博文是關(guān)于ANSYS與ABAQUS比較之系列博文，本例子使用ABAQUS做熱應(yīng)力分析，后面會(huì)使用ANSYS對(duì)同一個(gè)問題做熱應(yīng)力分析。
【問題描述】
一個(gè)帶孔平板結(jié)構(gòu)如下圖
該平板上邊沿固定，左右兩邊是滾動(dòng)支座支撐。該板的初始溫度是25度，現(xiàn)在要求當(dāng)溫度升高到150度時(shí)，板中的應(yīng)力分布。
已知：材料的彈性模量是2e9pa, 泊松比是0.3,熱膨脹系數(shù)是1.35e-5/度。
【問題分析
我們知道，有限元技術(shù)的基本思想是用分片插值來逼近真實(shí)的函數(shù)。在一般情況下，真實(shí)函數(shù)是什么樣的這很難知道，但是通過縮小單元尺寸可以越來越逼近真實(shí)解。上述思想在有限元分析中就體現(xiàn)在加密網(wǎng)格以得到精確解。
為了進(jìn)行網(wǎng)格加密，一般有限元軟件提供了具備網(wǎng)格加密的方式，有些也提供了自適應(yīng)網(wǎng)格劃分方法來幫助用戶迅速找到收斂解。
本篇博文說明ANSYS是如何使用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)來自動(dòng)得到收斂解的。
該例子來自于
機(jī)械分析源代碼
