实验31 薄板弯曲问题分析
一、实验课题
长 a = 2 m，宽 b = 1 m，厚 t = 0.01 m 的薄钢板由四根截面为 0.03 m×0.04 m ，长为 h = 1 m 的梁支撑，四梁与地面固定。已知板、梁所用材料相同，弹性模量 E = 100 MPa，泊松比 m = 0.2，薄板表面受有均布法向压力 q = 1 MPa，试求该板中心的位移。
二、ANSYS操作步骤：
Ⅰ 进入 ANSYS
点击 【程序】→【ANSYS5.4】→【Run Interactive Now】
Ⅱ 建立有限元模型
1 输入标题
(1) 点击【File】→【Change Title】；
(2) 输入标题“薄板弯曲问题静力分析 1”；
(3) 点击【OK】按钮。
2 选择分析类型
(1) 点击【Main Menu】→【Preferences】；
(2) 选择 structural 复选框，然后点击【OK】按钮。
3 确定单元类型
(1) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Element Type】→【Add/Edit/Delete】→【Add】；
(2) 选择 structural Shell 族中 Elastic 4node 63 单元，点击【Apply 】；
(3) 再选 structural Beam 族中 3D elastic 4 单元，点击【OK 】；
(4) 再击【Close】关闭对话框。
4 定义实常数(截面积)
(1) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Real Constants】；
(2) 先点击【Add】，选择 Shell 63，再点击【OK 】；
(3) 输入实常数号 1，厚度 0.01 ，点击【OK】；
(4) 再点击【Add】，选择 Beam4，再点击【OK 】；
(5) 输入实常数号 2 ，截面积 12E-4，对Z惯性矩 9E-8，对Y惯性矩 16E-8，梁Z方向高 0.04，梁Y方向高 0.03，对X惯性矩 19.44E-8，再点击【OK】和 【Close】。
5 定义材料性质
(1) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Material Props】→【Constant-Isotropic】；
(2) 点击【OK】；
(3) 输入弹性模量 100E+6，泊松比 0.2，然后点击【OK】。
6 建立模型
(1) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Modeling Create】→【Nodes】→【In Active CS】；
输入节点号 1 ，及其坐标 0 , 0 , -1 ，然后点击【Apply】；
输入节点号 2 ，及其坐标 2 , 0 , -1 ，然后点击【Apply】；
输入节点号 3 ，及其坐标 2 , 1 , -1 ，然后点击【Apply】；
输入节点号 4 ，及其坐标 0 , 1 , -1 ，然后点击【OK】。
(2) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Modeling-Create】→【Areas-Rectangle】→【By Dimensions】；
输入 X1=0，X2=2，Y1=0，Y2=1 ，然后点击【OK】；
(3) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Modeling-Create】→【Elements】→【Elem Attributes】，TYPE 框选 1，REAL 框选 1 ，然后点击【OK】；
(4) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Meshing-Size Cntrls】→【ManualSize-Global-size】，在框 Element edge length 内输入 0.5 ，然后点击【OK】；
(5) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Meshing-Mesh】→【Areas-Free】；
在 Mesh Areas 框点击 Pick All；
(6) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Modeling-Create】→【Elements】→【Elem Attributes】，TYPE 框选 2，REAL 框选 2 ，然后点击【OK】；
(6) 点击【PlotCtrls】→【Pan,Zoom,Rotate】→【Obliq】；
(7) 点击【PlotCtrls】→【Numbering】，打开 Node number 复选框,然后点击【OK】；
(8) 点击【Plot】→【Nodes】；
(9) 点击【Main Menu】→【Preprocessor】→【Modeling-Create】→【Elements】→【Auto Numbered】→【Thru Nodes】；
点取节点 1 ，5 和 6 ，然后点击【Apply】；
点取节点 2 ，6 和 5 ，然后点击【Apply】；
点取节点 3 ，10 和 12 ，然后点击【Apply】；
点取节点 4 ，12 和 10 ，然后点击【OK】；
(10) 点击【Plot】→【Element】。
Ⅲ 求解
1 定义约束
(1) 点击【Main Menu】→【Solution】→【Loads-Apply】→【Structural-Displacement】→【On Nodes】；
(2) 点取节点 1 ，2 ，3 ，4 再在拾取窗中点击【OK】；
(3) 选择 All DOF ， 再点击【OK】。
2 施加载荷
(1) 点击【Main Menu】→【Solution】→【Loads-Apply】→【Structural- Pressure】→【On Areas】，在 Apply PRES on Areas 框点击 Pick All；
在 Pressure value 框中输入载荷值 -1000 然后点击【OK】。
3 求解
(1) 点击【Main Menu】→【Solution】→【Solve】→【Current LS】；
(2) 浏览完显示的信息后，关闭文本窗口；
(3) 点击【OK】后开始求解；
(4) 点击【Close】。
Ⅳ 后处理
1 画应力云图
(1) 点击【Main Menu】→【General Postproc】→【Plot Results】→【Contour plot-Nodel Solu】；
(2) 选择 Stress 族中 Von Mises 等效应力，然后点击【OK】。
Ⅴ 退出 ANSYS
点击工具栏上【Quit】按钮，选择 quit - no save! 复选框，再点击【OK】。
