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开孔薄板有限元分析报告

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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

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