开孔薄板有限元分析报告

1 1 5 开孔薄板有限元分析报告 一、有限元分析的目的 通过对两种模型（一个上边开口的和另一个上下两边开口的模型）的静力分析，比较与其对应的理论解的不同，了解有限元仿真软件与理论计算存在的，进一步熟悉workbench求解有限元问题的一般步骤。 二、实体建模（两个模型） 建立如下所示的模型，其中，边长 300mm，宽 80mm，厚 5mm，边缘为半径是10mm的半孔。 上边开口的实体模型（模型 A） 上下两边开口的模型（模型 B） 1 1 6 1.模型采用的单元类型、单元和节点的个数、绘出有限元模型图 模型A 模型B 1 1 7 模型采用的单元类型 模型 A： 1 3862 LID186 (20 Node Quadratic Hexahedron) 2 3858 SOLID186 (20 Node Quadratic Wedge) 3 112 CONTA174 (Quadratic Quadrilateral Contact) 4 112 TARGE170 (Quadratic Quadrilateral Target) 5 64 SURF154 (3D Quadratic Quadrilateral) 模型 B： 1 3856 SOLID186 (20 Node Quadratic Hexahedron) 2 3866 SOLID186 (20 Node Quadratic Wedge) 3 100 CONTA174 (Quadratic Quadrilateral Contact) 4 100 TARGE170 (Quadratic Quadrilateral Target) 1 1 8 5 64 SURF154 (3D Quadratic Quadrilateral) 2.载荷与约束的施加方法（绘图表示并说明）； 两模型施加的载荷与约束相同 约束：单击static structural，选择长方体的左侧面，鼠标右键选择“insert>fixed support” 载荷：选择长方体的左侧面，鼠标右键选择“insert>force”，大小为 50N。 四、计算结果；（变形图，应力等色线图,约束反力列表等） （1）模型A的求解结果： 总的变形位移图 1 1 9 von mises应力图 接触面正应力 1 2 0 （1） 模型B的求解结果： 总的变形位移图 von mises应力图 121 接触面正应力 五、分析与结论 (注意将利用材料力学理论求解的结果与有限元分析结果进行比较) A模型的最大正应力为 0.４２２２６MPa， 理论计算值: 204.062)^1080(*55*50)1080(*550maxWMAF 62bhW  B模型的最大正应力为 0.３７８３６MPa， 理论计算值: 122 MPa25.0550)10*280(5506)10*280(*52 WMAFMAX 比较求解的结果与有限元分析结果，可以看出，理论解与仿真解是有差异的。这与有限元分析结果与所选单元类型、节点数等因素有关。 模型A的仿真解与理论解的差要比模型Ｂ的仿真解与理论解的差大， B模型是在 A模型的基础上多挖了一个孔，减小了截面面积，并且原来的直边消减为半圆曲边，增加了应力集中的效果