Workbench下平面問題講解

本文為Workbench下平面問題講解的文字教程,詳細視頻教程可戳文末鏈接。
彈性力學平面問題可以分為兩類,一類為平面應力問題;一類為平面應變問題。
? 平面應力問題有以下幾個特征:
1)在幾何外形上,他們都是等厚度的平面薄板;
2)在受力狀態(tài)下,面力都只作用在板邊上,且平行于板面,并且不沿厚度變化;體力也平行于板面,且不沿厚度方向變化。
可以得到:

? 平面應變問題有以下幾個特征:
1)在幾何形狀上,他們都是一個近似等截面的長柱體,其長度方向要比橫截面的尺寸大的多。
2)在受力情況下,他們都只受到平行于橫截面,且沿著縱向長度均布的面力和體力。?
可以得到:

下面我們帶著大家在Workbench中實現(xiàn)這兩類平面問題, 首先介紹一下仿真流程,如下:
01 有限元仿真流程

1-1前處理
1-1-1、幾何模型構建
1-1-2、材料定義
1-1-3、有限元系統(tǒng)模型構建
1-2、 求解
1-2-1、加載條件/邊界條件
1-2-2、求解設置
1-2-3、大變形
1-3、 后處理
1-3-1、查看結果
1-3-2、評估結果
1-3-3、修正結果
02 前處理

2-1、幾何模型構建
采用DM進行建模,尺寸以及建模效果如圖1。


2-2、材料的定義
進行材料的定義,采用默認的結構鋼。?
2-3、構建有限元系統(tǒng)模型
主要包括7要素,對應見圖2。

具體操作流程以及操作步驟如圖3。

2-3-1、判斷剛柔性:全局采用默認柔性體
2-3-2、刪除已有接觸:單個零部件,無默認接觸
2-3-3、第一次網格劃分:如圖4

2-3-4、材料賦予:采用默認結構鋼,賦予厚度0.05,同時將尺寸設置為2D,2D行為設置為平面應力,如圖5所示。

2-3-5、連接關系設定:單個零部件,無連接關系
2-3-6、最終網格劃分:設置網格劃分相關設定,最終效果如圖6。


03 求解

3-1、加載條件/邊界條件:如下圖
施加固定約束,如圖7


施加在平面上的力,如圖8所示


3-2、求解設置
求解設置保持默認
3-3、大變形開關保持默認
04 后處理

變形結果如圖9所示。

再去查看σz,τzx,τzy的結果,均為0,與理論相符,如圖10所示。



平面應變問題的求解,只需將相關設定進行修改,如圖11所示。

最終變形結果如圖12所示。

再去查看εz,γzx,γzy的結果,均為0,與理論相符,如圖13所示。



詳細視頻教程請戳:Workbench下平面問題講解