ansys平面應(yīng)力設(shè)置的案例
ansys平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題
ansys平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題：
如果能將三維問題簡化為二維問題，將大大節(jié)約計算時間。對于平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題就可以實現(xiàn)這種簡化，本問將介紹一下平面應(yīng)力和平面應(yīng)變的概念。
平面應(yīng)力：只在平面內(nèi)有應(yīng)力，與該面垂直方向的應(yīng)力可忽略，例如薄板拉壓問題。
平面應(yīng)變：只在平面內(nèi)有應(yīng)變，與該面垂直方向的應(yīng)變可忽略，例如水壩側(cè)向水壓問題。
淺談平面應(yīng)力和平面問題及其ANSYS實現(xiàn)
今天，我們繼續(xù)研究下一節(jié)——應(yīng)力·拉（壓）桿內(nèi)的應(yīng)力。
我們知道，應(yīng)力是判斷結(jié)構(gòu)性能的一個重要指標(biāo)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)力的正確計算是極其重要的。下面，我們通過例題2-3，來研究該題的材料力學(xué)解法和ANSYS解法。
一．材料力學(xué)解法：
我們首先對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，假想用一直徑平面將該圓環(huán)切開，受力圖如下：
根據(jù)平衡方程，半環(huán)上內(nèi)壓力的合力F
R=2*F
N
。
所以，
FR=pbd/2
此時，我們引入一個假設(shè)：當(dāng)圓環(huán)的壁厚δ與內(nèi)直徑d有如下關(guān)系：δ/d≤1/20，可以認(rèn)為徑向截面上的正應(yīng)力是均勻分布的。該假設(shè)的誤差，筆者將在文章最后給出。
依據(jù)上述假設(shè)，可得徑向截面上的正應(yīng)力：
σ=FN/A=pbd/2bδ=40MPa
二．ANSYS解法：
首先，我們引入兩個概念：平面應(yīng)力和平面應(yīng)變。
1.平面應(yīng)力：
如下圖，對于很薄的等厚薄板，只在邊上受有平行于板面且不沿厚度變化的面力或約束；同時，體力也平行于板面且不沿厚度變化。設(shè)薄板的中面在xy平面內(nèi)，z軸垂直于中面，則在整個薄板上，都有：
σz=0，τzx=0，τzy=0
根據(jù)切應(yīng)力互等定理：
τxz=0，τyz=0
此時，只剩下平行于xy面的三個應(yīng)力分量：
σx，σy，τxy=τyx
又因為板很薄，可以認(rèn)為這三個應(yīng)力分量是不沿板厚變化的，它們只是x，y的函數(shù)。
這就是平面應(yīng)力問題。
2.平面應(yīng)變：
如下圖，對于很長的柱形體，橫截面不沿長度變化。在柱面上受有平行于橫截面且不沿長度不變化的面力或約束，同時，體力也平行于橫截面且不沿長度變化。
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