呂 伍

(重慶交通大學(xué) 重慶 400000)

ansys三角形單元和四邊形單元模擬薄板結(jié)構(gòu)變形計算

呂 伍

(重慶交通大學(xué) 重慶 400000)

針對平面薄板的實際結(jié)構(gòu)工程有限元分析，通常采用civil、ansys等軟件進行分析，為使分析更加精細化，可以采用ansys結(jié)構(gòu)有限元分析軟件來分析平面薄板結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變問題，而針對平面薄板實際工程，通常采用平面三角形單元或者平面四邊形單元來計算，本文通過三角形單元和四邊形單元模擬薄板結(jié)構(gòu)變形計算，最終對比采用不同單元對結(jié)構(gòu)結(jié)果的影響。

ansys;平面三角形單元;平面四邊形單元

針對平面矩形結(jié)構(gòu)，假設(shè)彈性模量EX:1，泊松比PRXY：0.25，平面薄板厚度：1；

約束和外荷載為：位移邊界條件BC(u)：uA=0，vA=0，uD=0;

力學(xué)邊界條件BC(p)：pBX=-1，pBY=0，pCX=1，pCY=0，pDY=0;

在ANSYS平臺上進行三角形單元和矩形單元的精細網(wǎng)格劃分，完成相應(yīng)的力學(xué)分析。命令流如下：

/prep7 /prep7

antype,staticantype,static

mp,ex,1,1mp,ex,1,1

mp,prxy,1,0.25mp,prxy,1,0.25

et,1,plane42et,1,plane42

KEYOPT,1,3,3KEYOPT,1,3,3

R,1,1R,1,1

K,1,0,0,0K,1,0,0,0

K,2,1,0,0K,2,1,0,0

K,3,1,1,0K,3,1,1,0

K,4,0,1,0K,4,0,1,0

A,1,2,3,4A,1,2,3,4

MAT,1MAT,1

TYPE,1YPE,1

REAL,1REAL,1

LSEL,ALLLSEL,ALL

LESIZE,ALL,,,10,,,,,1LESIZE,ALL,,,10,,,,,1

MSHAPE,1,2DMSHAPE,0,2D

MSHKEY,1MSHKEY,1

AMESH,1AMESH,1

ALLSEL,ALLALLSEL,ALL

DK,1,ALLDK,1,ALL

DK,4,ALLDK,4,ALL

FK,2,FX,-1FK,2,FX,-1

FK,3,FX,1FK,3,FX,1

FINISHFINISH

/SOLU/SOLU

SOLVESOLVE

FINISHFINISH

/post1 /post1

pldisp,1pldisp,1

nb=node(1,0,0)nb=node(1,0,0)

nb_ux=ux(nb)nb_ux=ux(nb)

nb_uy=uy(nb)nb_uy=uy(nb)

allsel,allallsel,all

nc=node(1,0,0)nc=node(1,0,0)

nc_ux=ux(nc)nc_ux=ux(nc)

nc_uy=uy(nc)nc_uy=uy(nc)

str_engy=0.5*(nb_ux*(-1)+nc_ux*(1))

str_engy=0.5*(nb_ux*(-1)+nc_ux*(1))

pote_engy=-0.5*(nb_ux*(-1)+nc_ux*(1))

pote_engy=-0.5*(nb_ux*(-1)+nc_ux*(1))

*status,parm*status,parm

圖1-1 三角形單元網(wǎng)格劃分 圖1-2 四邊形單元網(wǎng)格劃分

圖1-3 三角形單元節(jié)點應(yīng)變圖 圖1-4 四邊形單元節(jié)點應(yīng)變圖

經(jīng)過ansys三角形單元和四邊形單元模擬薄板結(jié)構(gòu)變形計算，三角形單元NB節(jié)點變形與NC節(jié)點變形均為2，對于四邊形單元NB節(jié)點變形和NC節(jié)點變形都為2，因此在利用ansys分析平面薄板結(jié)構(gòu)時，采用三角形平面單元與四邊形平面單元精細化分析的結(jié)局是一樣的。

呂伍，男，漢，學(xué)生，研究生，重慶交通大學(xué)，研究方向：橋梁與隧道工程及檢測評估。