ANSYS有限元分析：带孔平板与无限长厚壁圆筒

"求解和后处理结果分析-通用变频器及其应用(第3版)满永奎2012" 本资源主要介绍了如何使用ANSYS软件进行弹性力学平面问题的分析，包括带孔平板的有限元分析和无限长厚壁圆筒的问题。通过具体的步骤演示了从模型建立到求解再到结果后处理的完整流程。 首先，针对带孔平板的有限元分析，我们从以下几个关键步骤来理解： 1. 物理模型：分析的是一个带有孔洞的平面结构，其计算分析模型清晰地展示出来，便于理解和建模。 2. 单元设置：选择适合平面问题的分析单元，如四边形单元（QUAD4），并设置单元的行为选项，如是否考虑应变硬化等。 3. 实常数设置：定义结构的厚度，这里是1，这会影响结构的力学响应。 4. 材料属性：指定材料的弹性模量（例如E=210GPa）和泊松比（例如μ=0.3），这是计算应力和应变的基础。 5. 几何建模：通过ANSYS的建模工具创建矩形和圆形，并通过布尔运算减去圆孔，形成最终的计算模型。 6. 网格划分：确定单元尺寸并进行网格划分，确保计算精度和效率的平衡。 7. 约束与载荷：施加边界条件，如固定X和Y方向的位移，以及施加外载，如压力或其他力。 8. 求解：运行ANSYS求解器，计算结构的应力和应变状态。 9. 结果后处理：通过后处理工具查看和分析结果，如提取节点的应力分布，绘制X方向应力和等效应力的云图，帮助理解结构的受力状态。 接下来，无限长厚壁圆筒的问题同样遵循上述步骤，但模型和边界条件有所不同： 1. 问题描述：圆筒受到对称的压力，内外半径分别为R1和R2，需要计算半径变化量和特定节点的支撑力。 2. 模型选择：由于是平面应变问题，选择合适的分析类型。 3. 实体建模：创建圆环的八分之一，用以模拟整个圆筒。 4. 网格划分：针对这一特殊几何形状，进行适当的网格划分。 5. 施加边界条件：考虑到问题的对称性，只计算横截面的八分之一，并施加相应的约束。 6. 求解与后处理：同平板问题，求解并分析结果，包括节点位移和等效应力的云图。 通过这些实例，读者不仅可以学习到ANSYS软件的基本操作，还能深入理解弹性力学中的平面问题分析方法，这对于解决实际工程问题非常有帮助。在实际应用中，可以根据不同的问题调整模型参数、选择合适的单元类型、优化网格划分，以及设置合理的加载和约束，从而获得精确的计算结果。