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二. 钢板受力分析
钢板:E=2.1*105MPa、v=0.3,材料屈服应力:650MPa,厚度为25mm、P为30MPa。1. 求孔眼附近?x的值(用路径曲线分析),钢板内?x、?y、?xy以及Von Mises的应力场分布,形成Word文件分析报告;2. P约为多少时,钢板开始屈服,钢板内最大Von Mises应力发生在什么位置?孔眼内壁附件的位移变化以及各种应力变化等值线云图,形成分析报告。 要求:
1. 用APDL编程序。
2. 结果要求Word文件分析报告。 3. 报告中曲线用Excell生成。
1. 钢板内?x、?y、?xy以及Von Mises的应力分析
单位MPa
图2-a 钢板所受?x应力图
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单位MPa
图2-c 钢板所受?y应力图
单位MPa
图2-d 钢板所受?xy分布图
单位MPa
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图2-e 钢板所受Von Mises应力分布图
取钢板孔眼周向进行分析,得到的应力分析曲线如图2-b所示。由图可知钢板孔眼最大压力为0.466533MPa,最大拉应力为91.356MPa。
2000-20510152025SX(MPa)-40-60-80-100沿路径长度S(mm)
图2-b 钢板孔眼所受?x应力曲线
2. 屈服分析(P约为多少时,钢板开始屈服)
在不考虑安全系数的情况下,通过试算法,得到当孔眼受到的最大应力为650MPa时的孔眼Von Mises应力分布如图2-f所示。
图2-f 孔眼受到的最大应力为650MPa时孔眼Von Mises应力分布图
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图2-g 孔眼壁的位移变化图
从上图可以看出,最大的Von Mises Stress发生在图中所示的红色区域,即在椭圆的两个长轴方向上最易破坏,有最大的Von Mises Stress,其值大小为92.34MPa。
此时,X轴方向上的压力为214MPa。先将井眼周向所受应力绘成曲线,如图2-h所示。
图2-h 孔眼受到的最大应力为650Mpa时的孔眼Von Mises应力分布曲线
孔眼的最大应力发生在沿孔眼周向逆时针20.415mm的地方,由于孔眼半径为13mm,孔眼的四分之一周长应为20.415mm,所以这个发生最大Von Mises应力的地方也就是在坐标中(0,13mm)的点。APDL程序命令流:
fini /clear
!-----(进入前处理器)------- /PREP7
RECTNG,,150,,150,
CYL4, , ,13 ASBA, 1, 2 ET,1,PLANE82 KEYOPT,1,3,3 R,1,25,
MP,EX,1 ,2.1e6,
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MP,NUXY,1 ,0.3, KESIZE,5,2 KESIZE,6,2 ESIZE,15,0, AMESH,all FINISH /SOLU
DL,10,,SYMM DL,9,,SYMM SFL,2,PRES,30, , SOLVE FINISH
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