任何物體均占有一定的三維空間，在載荷的作用下，物體內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和位移均是三向的，表現(xiàn)為X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)的函數(shù)，即空間彈性力學(xué)。但是有些構(gòu)件自身具有一定的特點(diǎn)，在一些特殊的載荷作用下，空間問題即可簡(jiǎn)化為平面問題。例如，平面應(yīng)力Plane Stress、平面應(yīng)變Plane Strain、軸對(duì)稱Axisymmetric等。在WB Mechanical內(nèi)的Geometry的細(xì)節(jié)菜單內(nèi)，可以在2D Behavior里進(jìn)行對(duì)應(yīng)設(shè)置。

平面應(yīng)力（Plane Stress默認(rèn)）：假設(shè)在Z方向上應(yīng)力為0，但是應(yīng)變不為0，可以在Thickness里輸入厚度。

平面應(yīng)變（Plain Strain）：假設(shè)Z方向上沒有應(yīng)變，在熱分析中不能使用。

軸對(duì)稱（Axisymmetric）：假設(shè)3D模型及其載荷可以由一個(gè)2D截面圍繞Y軸旋轉(zhuǎn)而形成，且對(duì)稱軸必須和全局Y軸保持一致，2D截面必須在XY面內(nèi)，且X不允許為負(fù)值。

1. 平面應(yīng)力即只在平面內(nèi)有應(yīng)力，與該面垂直方向的應(yīng)力可忽略，如薄板拉壓?jiǎn)栴}。
2. 草繪基準(zhǔn)一定要選擇XY平面，否則不能定義為平面應(yīng)力模型。
3. Pressure施加在表面，方向通常與表面的法向一致；正值代表壓縮，負(fù)值代表拉伸。
4. Force可以施加在表面或邊緣，如果一個(gè)力施加到兩個(gè)同樣的表面上，每個(gè)表面將承受這個(gè)力的一半，F(xiàn)orce與Pressure的轉(zhuǎn)化：Force=Pressure X Area，本例Pressure為10MPa，面積為30 mmX Imm，可得Force為300N。當(dāng)模型取一半時(shí)，F(xiàn)orce也要變?yōu)橐话?，而Pressure則不變，和全模型一致。
5. Force與Pressure的主要區(qū)別：載荷作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，Pressure載荷始終垂直在作用表面；而Force載荷則始終與初始方向一致，方向不隨結(jié)構(gòu)變形而改變。所以結(jié)構(gòu)在小變形時(shí)，這兩種載荷計(jì)算結(jié)果相差無(wú)幾：在大變形時(shí)，這兩種載荷計(jì)算結(jié)果相差較大。
6. 由等效應(yīng)力云圖可以看到，在圓孔局部區(qū)域，應(yīng)力急劇增加；在遠(yuǎn)離圓孔處，應(yīng)力就迅速降低而趨于均勻。這種結(jié)構(gòu)件因外形突變而引起的局部應(yīng)力急劇增大現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中，應(yīng)力集中是工程應(yīng)用領(lǐng)域中最常見的問題之一，是指模型在某一個(gè)區(qū)域內(nèi)應(yīng)力梯度較大，隨著網(wǎng)格加密，應(yīng)力值趨向穩(wěn)定并接近真實(shí)應(yīng)力值。
7. Frictionless Support即為施加法向約束，例如，座椅擱置在地面，即采用Frictionless Support；同時(shí)，因?yàn)?span id="s0sssss00s" class="ql-color-#ff654e">對(duì)稱邊界等同于法向約束，所以對(duì)于對(duì)稱邊界條件也可以用Frictionless Support。
8. Nodal Force的細(xì)節(jié)菜單內(nèi)有Divide Load by Nodes選項(xiàng)，如果選Yes，為保證與前例計(jì)算結(jié)果一致，此時(shí)Nodal Force只能輸入150N；如果選No，就只能輸入150/31N。因?yàn)槟J(rèn)的X Component輸入的載荷數(shù)值不能為分?jǐn)?shù)，為保證輸入值的準(zhǔn)確，點(diǎn)擊X Component輸入欄最右邊出現(xiàn)下拉箭頭，選擇Function（函數(shù)），即可輸入150/31N的分?jǐn)?shù)形式。
9. Symmetry細(xì)節(jié)菜單中：Num Repeat表示對(duì)稱的份數(shù)（包含本身一份）；Type分為Cartesian（矩形對(duì)稱，類似于直角坐標(biāo)系）、Polar（圓周對(duì)稱，類似于圓周坐標(biāo)系）和2D Axisymmetric（軸對(duì)稱）；Method分為Full和Half（并不是完全與一半的意思，F(xiàn)ull類似于復(fù)制，Half類似于鏡像）；下面數(shù)值依據(jù)類型不同而不同，數(shù)值概念對(duì)應(yīng)對(duì)稱距離，本例基于圓周對(duì)稱，間距為90°。對(duì)稱正確設(shè)置后，點(diǎn)擊Mesh，可以看到整體效果。（2020R2版本對(duì)稱細(xì)節(jié)菜單要通過Tools—Options—Appearance—?Beta options才能顯示）
10. 針對(duì)一個(gè)帶孔方板的平面應(yīng)力模型，采用三種方式進(jìn)行分析，其中第一種采用全模型處理，兩側(cè)加平衡力：第二種采用常用的l/4模型，對(duì)稱邊界采用Frictionless Support或Modal Displacement；第三種依然采用1/4模型，只不過用Symmetry進(jìn)行前處理，邊界條件采用Displacement。對(duì)比可知，第一種方法必須依靠WB提供的弱彈簧功能，該彈簧的剛度很小，一般只有單元最大彈性模量的百萬(wàn)分之一，不會(huì)對(duì)應(yīng)力和變形計(jì)算造成實(shí)質(zhì)的影響。讀者可以在后處理中插入Probe（探針）→Force Reaction（反力），在Boundary Condition（邊界條件）處選擇Weak Springs，得到弱彈簧的反力只有10^-11N，非常微小。但是這種操作與一般的有限元書籍介紹大相徑庭，不推薦初學(xué)者采用；第二種方法采用常用的模型處理方法，但是不能顯示全模型的結(jié)果；第三種可以看到全模型的效果，但是Symmetry設(shè)置較為麻煩。三者的計(jì)算精度相差無(wú)幾。