ansys 平面應(yīng)力實例的案例
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。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例8---帶孔平板的熱應(yīng)力分析1
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，后面會使用ANSYS對同一個問題做熱應(yīng)力分析。
【問題描述】
一個帶孔平板結(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，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。這是一個平面應(yīng)力問題，應(yīng)力的產(chǎn)生是因為溫度的變化導(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，這就是一個最簡單的線彈性分析。
3. 幾何建模。由于該結(jié)構(gòu)左右對稱，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，對該板施加預(yù)定義溫度場25度，而在第一個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。
對整塊板施加25度的初始溫度。
展開 ANSYS分析VS理論解 | 簡單托架應(yīng)力和變形分析（桿單元實例）
(4) 查看各單元應(yīng)力：
①定義軸向應(yīng)力單元表：Main
Menu >General Postproc >Element Table>Define
Table，→Lab：輸入Stress_I →Item：選擇By sequence num →Comb：選擇LS，在LS后面輸入“1”→OK
→Apply →Lab：輸入Stress_J →Item：選擇By sequence num →Comb：選擇LS，在LS后面輸入“2”→OK
→Close。
③軸力列表顯示：Main Menu >General Postproc >Element Table>List Element Table→選擇FN→OK→記錄各個單元的軸力→File →Close。
④畫軸力圖：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Line Elem Res(見圖1.5)→LabI選擇Stress_I，LabJ選擇Stress_J→OK。
5．退出ANSYS軟件
Utility Menu >File >Exit →Quit-No Save →OK
來源：ANSYS學(xué)習(xí)與應(yīng)用公眾號，版權(quán)歸作者所有。
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【3月20-22日 北京】ANSYS有限元應(yīng)力分析工程應(yīng)用實例培訓(xùn)班
為了幫助廣大工程師和科研人員掌握、理解和使用ANSYS有限元應(yīng)力分析技術(shù)，決定2020年1月9-11日在北京舉辦“ANSYS有限元應(yīng)力分析工程應(yīng)用實例培訓(xùn)班”。現(xiàn)將有關(guān)事項通知如下：
一、主要教學(xué)內(nèi)容
主要內(nèi)容：介紹ANSYS在壓力容器、壓力管道、航空航天、軌道交通、海洋工程等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，并選取典型工程案例，采用ANSYS WB為主（ANSYS APDL為輔）實際操作的方式，帶領(lǐng)學(xué)員熟悉軟件，結(jié)合相關(guān)行業(yè)規(guī)范，掌握分析方法。
3月20日：
（1）ANSYS Workbench軟件功能介紹：
ANSYS workbench軟件界面介紹
ANSYS workbench結(jié)構(gòu)靜力、動力學(xué)、穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)分析功能介紹
ANSYS APDL與Workbench的對比
參數(shù)化、優(yōu)化設(shè)計、多物理場耦合分析等功能介紹
（2）ANSYS工程應(yīng)用案例介紹、相關(guān)規(guī)范要求：
介紹ANSYS在壓力容器分析設(shè)計、壓力管道完整性評價、埋地管道受力分析、海底管道受力分析、LNG儲罐、環(huán)保設(shè)備、車輛工程、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，以及國內(nèi)外設(shè)計規(guī)范中相關(guān)的分析要求。
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