ansys 求應力的案例
你懷疑過有限元軟件的準確性嗎？
比如下面這個例子，我分別運用NX Nastran，Ansys，Solidwroks Simulation三個不同的求解軟件來求解。
這個模型是很簡單的力學模型，通過材料力學的公式就可以理論計算出來，就是下面這種情形：
最大位移=P*L3/48*E*I
最大應力=M/Z
E是楊氏模量，I是截面二次力矩，Z是截面系數。
這個公式在材料力學的書上是有的，只要把相關參數帶入即可算出。計算過程如下：
最大位移：
最大應力：
注：此處的最大應力為馮米斯 (Von Mises)應力，其中h=40mm，b=3mm，I=hb3/12，Z=hb2/6。
通過理論計算出最大位移約為1.232mm，最大應力為91.667Mpa。
那么有限元軟件計算出來的結果如何呢。這里首先要說明一下，這個模型的求解是個典型的對稱分析問題，對稱分析的具體方法后面我會詳細講到。這里我們先簡單看一下即可，大家也可以先想想為什么這樣做。這里我用的NX Nastran，Ansys，Solidwroks Simulation三種軟件處理對稱分析是很類似的。
這個模型在兩個方向都是對稱的，所以只要劃分成1/4模型就可以求解，如下圖：
邊界條件的施加如下圖：
Solidworks Simulation計算的結果如下圖所示：
可以看到Solidworks Simulation求出的最大應力為92.097Mpa，最大位移為1.239mm。
Nx Nastran計算的結果如下圖所示：
可以看到Solidworks Simulation求出的最大應力為91.96Mpa，最大位移為1.239mm。
展開 應力集中問題與ANSYS驗證
在工程上，應力集中的程度用局部最大應力σmax與該截面上的名義應力σnom的比值來表示，即
Ktσ=σmax/σnom
Ktσ稱為理論應力集中系數。下面，我們將通過一個典型應力集中問題——帶孔平板，使用ANSYS軟件求出最大應力和應力分布圖，并與彈性理論計算的結果進行比較：
根據彈性力學知識，孔邊環向正應力的大小是無孔時的3倍，隨著遠離孔邊而極速趨近于q。
ANSYS求解：
Step1：在SCDM中創建平面模型。
由于我們使用平面應力模型計算，所以建模時必須要將橫截面建立在xy平面上。建立一個邊長為20mm×10mm的平面模型，中間孔的直徑為2mm。我們將模型分為四部分，方便在每部分的邊界上設置Path，從而繪制應力曲線。由于該模型同時關于X軸和Y軸對稱，我們也可以使用四分之一模型建模。此處筆者使用完整模型。建立完成以后，使用share命令共享拓撲，然后點擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進入Workbench。
Step2：設置分析類型（2D）。
在Project Schematic中的空白處點擊右鍵，選擇Properties，打開Properties of Project Schematic。單擊項目中的A3（Geometry）欄，在Propertiesof Project Schematic A3: Geometry中將AnalysisType切換為2D。（若Analysis Type為3D，則導入平面幾何后軟件將使用殼單元計算。）
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