第9章 静力学分析 ppt课件

9.4.2 问题分析
该问题属于线性静力学问题。受力体的几何形状、 约束状态、受力情况，以及其他外在因素都对称于某一根轴 ，也就是说过这根轴的任何一个平面都是该受力体的对称面 。此外，轴对称受力体的所有位移、应力、应变都是对称于 这根轴的。由于该试样是一轴对称受力体，因此可以根据轴 的对称性，取其对称面建立有限元分析模型。模型必须在总 体坐标系XOY平面的第一象限建立，并以Y轴为对称轴，X 方向是径向，Z方向是环向，其应力和应变不为0。在施加载 荷时，如果施加是的集中载荷，则其大小应为整个圆周上总 的载荷的大小。
9.3.3 求解过程和分析结果
包括建立工作文件名和工作标题、创建实体模型、定 义单元类型、定义单元类型、定义几何常数、定义材料属性、 划分网格、加载求解、查看求解结果等过程。
1．建立工作文件名和工作标题 2．确定分析类型 3．定义单元类型 4．定义材料属性 5．创建几何模型 6．网格划分 7．加载求解 8．查看分析结果
9.3 平面应变问题分析
平面应变假设适用于纵向几何尺寸和载荷变化不大
的狭长物体，如图所示。受力体的纵向z尺寸远大于横向截
面xy尺寸，且在柱面上作用着平行于横截面并沿纵轴z均匀
分布的载荷。在此情况下，可以认为受力体只有x及y方向的
位移，且与坐标z无关。因此
，而 、 、
都平行于xy平面，即为平面应变问题。
9.4.3 求解过程和分析结果
包括建立工作文件名和工作标题、创建实体模型、定 义单元类型、定义单元类型、定义几何常数、定义材料属性 、划分网格、加载求解、查看求解结果等过程。
1．ANSYS准备工作 2．定义分析类型 3．定义单元类型 4．定义材料属性 5．建立几何模型 6. 划分网格 7．加载求解 8．查看分析结果
9.3.1 问题描述
如图所示为一水坝示意图，其结构尺寸如图所示。 坝体为混凝土浇筑，水面高度为45mm，坝体挡水面受静水 压力作用。试分析坝体在重力和水压力作用下的承载状态。 坝体材料弹模量为200GPa，泊松比为0.3，密度为2500kg/m3 。
9.3.2 问题分析
该问题属于线性静力学问题。由于水坝的跨度远大 于其他方向上的尺寸，因此在分析过程中可以用平面应变假 设进行求解。
9.1 静力学分析简介
静力学主要研究物体在力系作用下的平衡规律。静 力学里关于力的合成、分解与力系简化的研究结果，可以直 接应用于动力学。因此静力学在工程技术中具有重要的实用 意义。本节主要介绍静力学分析的定义、处理的载荷类型、 静力学分析的类型以及静力学一般问题的基本分析步骤。
9.1.1 静力学分析类型
9.2.3 求解过程和分析结果
包括建立工作文件名和工作标题、创建实体模型、定 义单元类型、定义单元类型、定义几何常数、定义材料属性 、划分网格、加载求解、查看求解结果等过程。
1．建立工作文件名和工作标题 2．创建实体模型 3．定义单元类型 4．定义几何常数 5．定义材料属性 6．划分网格 7．加载求解 8．查看求解结果
1．建模 2．加载求解 3．检查分析结果
9.2 平面应力问题分析
平面应力假设适用于沿一坐标轴方向的尺寸非常小
的物体（即呈平板状）。设有一平面加载的薄板，如图所示
。沿薄板周围边界作用着平行于板平面并沿厚度方向均匀分
布的载荷，在板的前后表面没有外力作用，因此在板的表面
，应有：
σz=τxz=τyz=0
9.2.1 问题描述
9.4 轴对称问题分析
本节讨论轴对称问题的有限元分析。轴对称问题指 的是受力体的几何形状、约束状态、受力情况，以及其他外 在因素都对称于某一根轴，也就是说过这根轴的任何一个平 面都是该受力体的对称面。此外，轴对称受力体的所有位移 、应力、应变都是对称于这根轴的。
9.4.1 问题描述
有一材料为钢的轴类零件，其结构如图所示，两端 受50MPa的面载荷作用。已知钢的弹性模量是200GPa，泊 松比为0.3，试分析该零件内部的应力分布情况。
第9章 静力学分析
本章将系统的介绍结构静力学分析的内容，包括线性 静力学问题中各种类型的工程实例，如平面应力、应变问题， 轴对称问题，以及梁、桁架、壳等模型的分析问题，通过这些 实例进行具体的分析求解，让读者能熟悉静力学中各种模型的 分析思路和求解方法，并掌握ANSYS分析静力学问题的基本 步骤。此外，在本章的最后，通过一个实例对非线性静力学问 题中接触分析问题的分析求解，使读者能对非线性静力问题的 求解有一定的了解。
一块带孔的钢板，其几何尺寸如图所示，钢板的厚 度为10mm，钢板在两个小圆处完全固定，在大圆的下端作 用有集中力F，其大小为1500N，分析钢板的应力分析。钢 的杨氏模量为200000N/mm2 ，泊松比为0.3。
9.2.2 问题分析
由钢板的几何形状、约束条件和受力条件，根据弹性 力学的相关理论，我们知道钢板的受力状态为平面应力状态 ，本例题的主要目的就是说明怎样在ANSYS中解答弹性力学 的平面应力问题。
9.5 梁分析
梁的结构是工程中最常见的结构形式之一，常用在 建筑、机械、汽车、冶金等多种场合。梁的结构特点是，梁 的横截面均一致，可承受轴向、切向、弯矩等载荷。根据梁 的特点，等截面的梁在进行有限元分析时，需要定义梁的截 面形状和尺寸，用创建的直线代替梁，在划分网格结束后，源自文库可以显示其实际形状。
9.5.1 问题描述
静力分析是用来计算结构在固定不变载荷作用下的 响应，如位移、应力、应变等，也就是探讨结构受到外力后 变形、应力、应变的大小。与固定不变的载荷对应，结构静 力分析中结构的响应也是固定不变的。静力分析中固定不变 的载荷和响应是一种假定，即假定载荷和结构的响应随时间 的变化非常缓慢。一般来讲，静力分析所处理的载荷通常包
括 位移载荷（如支座位移等）； 稳定的惯性力（重力和离心力等）； 外部施加的作用力(集中力、面力和体力)； 温度载荷（对于温度应变）； 能流载荷（对于核能膨胀）。
9.1.2 静力学分析步骤
基于ANSYS进行静力分析的基本步骤与ANSYS典型 分析的过程相同，一般包括建模、加载求解和检查分析结果 等3个基本步骤。