2.7 网格划分
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →(Element Attributes) Global set →跳出Meshing Attributes对话框,检查整体单元的相关信息,不改动该表,即只看不动→(Size Controls) Global: Set →跳出Global Element Sizes对话框,在SIZE输入: 2 →OK→(back to the mesh tool window)Mesh: Areas, Shape: Quad, Mapped →Mesh →Pick All (in Picking Menu) → Close( the Mesh Tool window)
此处只看不改(目的为了解单元相关的单元类型、材料、实常数等信息)
Tips:
(1)设置单元尺寸时可否选Areas(即在Size Controls里选Areas),如何可以,该如何做相应操作以获得想要的单元及网格? (2)可否生成三角形网格?该如何操作?
(3)Mesh中的Shape、Free、Mapped的功能如何?试通过具体操作加以验证。
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本教程采用四边形网格,但学生在完成大作业进行网格测试时,可选用三角形网格。 2.8 模型施加约束
? 给左端施加固定约束(约束住全部自由度)
ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement → On lines →pick the lines (选取左边端部线)→OK →跳出对话框,选择All DOF,在Value中输入0 →OK。
? 给右端施加x方向的分布载荷(按照圣维南定理,将左边的集中力转换为等效的均布
力系,即应力F/A=4500N/(15*1.2mm2)=250MPa)
ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure → On lines →pick the lines (选取右边端部线)→OK →跳出对话框,保持Constant value不变,在VALUE中输入-250→OK。
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Tips:可不可以直接对右端加点力?如果可以加在右端某一节点处,模拟结果与分布载荷的情况相比如何? 2.9分析计算
ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK(to close the solve Current Load Step window) →OK 2.10结果显示
ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed Shape… → select Def + Undeformed →OK (back to Plot Results window)→Contour Plot →Nodal Solu… →select: Stress ,von Mises Stress→OK
可见:在导角处出现最大应力(最大值为363.653MPa),因此在构件中一旦出现尖、圆角确确会在导角出出现不同程度的应力集中现象,在设计零件时应尽力避免或减缓应力集中现象,此教程中的应力集中因子Kt根据提供的公式计算得到为:363.653MPa/250MPa=1.4546 因以该例为基础,通过网格收敛测试得到可靠的应力集中因子Kt。 例如:当细化一倍后,网格和载荷为:
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模拟结果为:
此时,最大应力为420.507MPa,相应的应力集中因子为1.682。
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此时,最大应力为452.576MPa,相应的应力集中因子为1.810。
网格收敛准则:
当各种细网格的解之间非常接近且相互之间的相对误差≤5%以内时,即可认为收敛。
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