ANSYS模拟分析：带孔平板与无限长厚壁圆筒的有限元分析

"该资源是关于ANSYS软件的教程，主要介绍了如何设置计算类型、选择单元类型、定义材料参数，以及进行弹性力学平面问题的分析，包括带孔平板和无限长厚壁圆筒的有限元分析案例。" 在《定义材料参数-通用变频器及其应用(第3版)满永奎2012》中，虽然标题提到的是变频器，但内容实际涉及的是ANSYS软件的使用教程。在进行有限元分析时，以下几个关键知识点被详细阐述： 1. **设置计算类型**：在ANSYS软件中，用户需要通过`Preferences… → select Structural → OK`来选择计算类型。这是设置分析的基础参数，确保软件按照结构力学的要求进行计算。 2. **选择单元类型**：在预处理阶段，选择合适的单元类型至关重要。教程中选择了`Solid Quad 4node 42`，这是一种四边形单元，适用于三维固体问题，特别适合模拟具有轴对称性的结构。用户通过`Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK`进行操作，并在`Options… →select K3: Axisymmetric →OK→Close`中确认轴对称性设置。 3. **定义材料参数**：在进行结构分析时，材料属性的定义是必不可少的。通过`Preprocessor → Material Props → Material Models → Structural → Linear → Elastic → Isotropic`，用户可以定义材料的线性弹性、各向同性特性。在示例中，材料的弹性模量EX设为2.1e11，泊松比PRXY设为0.3。 接下来，教程通过两个具体的实例展示了ANSYS在解决弹性力学平面问题上的应用： 1.1 **带孔平板的有限元分析**： - **物理模型**：分析的是一个带孔的平面结构。 - **单元设置**：选择了适合平面问题的单元类型，并设置了单元行为选项。 - **实常数设置**：定义了平面问题的厚度。 - **材料属性**：设置了材料的弹性模量和泊松比。 - **几何建模**：通过布尔运算创建了带孔的平板模型。 - **网格划分**：设置了单元尺寸并完成了网格划分。 - **约束和外载施加**：分别在X和Y方向施加了固定约束和位移约束，并施加了外载荷。 - **结果后处理**：显示了X方向应力和等效应力的分布。 1.2 **无限长厚壁圆筒的分析**： - **问题描述**：圆筒受到内、外壁的压力，需要求解内外半径的变化和节点力。 - **平面应变问题**：这是一个典型的平面应变问题，需要采用适合的方法进行建模和分析。 - **建模和网格划分**：针对八分之一圆环进行了建模，并进行了网格划分。 - **求解和结果展示**：预期会计算出圆筒的变形和节点力，并展示位移云图和等效应力云图。 这些内容为使用ANSYS进行结构分析提供了基础步骤和实例参考，对于学习者理解和掌握ANSYS软件操作具有重要的指导价值。