带孔平板的线性静力分析.docx

带孔平板的线性静力分析本示例将对一个给定的带孔平板几何模型创建有限元模型、施加边界条件、进行有限元 分析并在HyperView中观察受载平板的变形和应力结果本示例包括以下步骤：• 在HyperMesh中建立有限元模型•施加载荷和边界条件•求解• 观察结果1 .在HyperMesh中建立有限元模型（1） 载入OptiStruct用户界面并打开模型文件1） 启动 HyperMesh2） 在User Profile对话框中选择OptiStruct,点击OK这就加载了 OptiStruct用户界面,它包括OptiStruct模板、宏菜单等简化了与OptiStruct 使用相关的HyperMesh功能User Profiles...可以从下拉式菜单中的Preferences中进入3） 在工具条选择按钮 弹出 Open file...窗口4） 选择 plate_hole.hm 文件，模型位于/tutorials/os/5） 点击 Openplate_hole.hm的数据被载入当前的HyperMesh中，替代了原有的数据数据仅包含几 何注意此时plate_hole.hm的路径显示在file:文本框中。

6） 点击 Return2） 定义材料属性、单元属性卡片及compo nent1） 点击 定义材料2） 在面板左边选择create子面板3） 点击name =并输入steel4） 点击card image =并从弹出菜单中选择MAT15） 点击create/edit弹出MAT1的卡片信息如果括号中的量下面没有值，表示其处于关闭状态要改变该状态，点击括号中的量， 其下会出现输入框点击输入框输入数值即可对选项E输入2e5,对NU输入0.3,对Rho输入7.9e-096） 点击 retur n这就创建了一个新材料属性steel，该材料属性属于各向同性材料模型MAT1该材料的 杨氏弹性模量（Young's Modulus）为2E+05,泊松比（Poisson's Ratio）为0.3仅进行 静力分析不需要密度值，但其他求解过程需要用到材料密度值可以通过模型树的鼠标右键功能编辑修改7） 点击 七创建一个属性卡片8） 点击name =并输入pshell9） 点击card image =并从弹出菜单中选择PSHELL1 0）点击 material =并选择 steel1 1）点击 create/edit。

弹出PSHELL的卡片属性card image1 2）点击T,输入厚度101 3）点击 return这就创建了一个新的壳单元属性卡片，材料属性为steel中，单元厚度值为10mm，并 指定了颜色可以通过模型树的鼠标右键功能编辑修改14） 点击return返回主菜单15） 点击 创建 component.16） 点击name =并输入shells17） 设置颜色，点击property选择属性pshell3）网格划分利用automesh面板创建四边形单元，名为shells的comp on e nt刚刚被创建，它是当前 的component,生成的单元将放在这个component中1） 在2D页面上选择automesh面板2） 如果surfs不是默认选项，点击entity selection开关并选择surfs3） 点击surfs并从弹出菜单中选择displayedo4） 点击 mesho5） 为 elem size =输入 406） 点击 recalc all注意在图形区边界的节点是如何调整的7） 在面板左边选择m esh style子面板8） 点击elem type:开关并从弹出菜单中选择quads。

9） 点击 set all （在 elem type:中）此时该表面将划分为四边形网格10） 点击mesh method:并从弹出菜单中选择autodecide11） 在 mesh method:中点击 set all网格将按最优的运算法则自动调整12） 点击 mesho13） 网格的创建取决于曲面边界的节点密度、运算法则和所选的网格类型生成的网格 如图4-1所示图4-1在automesh面板中创建的四边形网格（单元大小为40mm）14） 点击 return这一步将网格保存在当前的component（shells）中15） 点击return返回主菜单2.施加载荷和边界条件在这一节中，模型将施加以下载荷和边界条件：四条外边界中的两相对边不能移动，另 外两边没有约束在孔的边界沿Z轴的正方向施加共1000N的力1）创建载荷集（spcs和forces）1） 点击'创建载荷集2） 在面板左边选择create子面板3） 点击name =并输入spcs4） 点击color并从调色板中选择一种颜色6） 点击向下箭头开关并从弹出菜单中选择no card image7） 点击 create o创建了新的载荷集spcso8） 点击 name = 并输入forceso9） 点击color并选择另一种颜色。

10） 点击 create创建了新的载荷集forces11） 点击return返回主菜单2）创建约束1） 点击右下角条形按钮打开了一个新窗口，通过它设置当前的load collectors或者 通过模型树上鼠标右键功能选择2） 与1同样的窗口下，点击loadcol并从载荷集中选择spcs3） 从 An alysis 页面选择 con strai nts 面板4） 在面板左边选择create子面板5） 点击en tity selection开关并从弹出菜单中选择nodes6） 点击nodes并从弹出的entity selection菜单中选择by window7） 在图形区域拖拽一个窗口包围所选节点，如图4-2所示窗口是多边形，鼠标每点击一次创建一个顶点图4-2需施加约束的节点8） 点击窗口内部（in terior）并点击 select en tities9） 约束dof1, dof2, dof3, dof4, dof5,和 dof6被激活的Dofs表示该自由度被约束，没有激活表示该自由度保持自由Dofs 1 , 2和3表示沿x, y, z方向的平动自由度Dofs4, 5和6表示绕x, y, z方向的旋转自由度。

10） 点击 create o对所选节点施加了约束11） 点击return返回主菜单3）对孔上的节点施加载荷1）点击右下角条形按钮打开了一个新窗口，将forces设置成当前载荷集或者通过 模型树上鼠标右键功能选择2） 在An alysis页面中选择forces面板3） 在面板左边选择create子面板4） 点击黄色开关前向下箭头并从弹出菜单中选择nodes5） 点击nodes黄色开关并从弹出的entity selection菜单中选择by window6） 在图形区域拖拽一个窗口包围所选节点这个窗口是多边形，鼠标每点击一次创建一个顶点图4-3显示了应选节点图4-3在孔上施加了载荷的节点7） 点击窗口内部并点击select entities8） 点击nodes并从entity selection菜单中选择save9） 点击return退出forces面板10） 在Tool页面上选择count面板11） 在面板左边选择model子面板12） 点击黄色开关前向下箭头并从弹出菜单中选择nodes o13） 点击nodes并从弹出的entity selection菜单中选择retrieveo14） 重新得到了刚保存在forces面板中的节点。

15） 点击 selected o这样就计算了孔上节点的数目16） 记录节点数目17） 点击return退出count面板18） 在Analysis页面中选择forces面板19） 点击nodes并从弹出的entity selection菜单中选择retrieveo20） 设置坐标系为global system ）o21） 点击 vector defi niti on 开关并选择 con sta nt vector22） 点击magnitude =并输入数值使得孔上节点的总载荷为1000，即1000除以圆孔一 周的节点数23） 在 magnitude =下面点击 direction definition 开关，并从弹出菜单中选择 z-axis24） 点击create对孔上的节点创建了一系列节点力并给定了 Z方向的大小25） 点击 return 返回主菜单4）创建OptiStruct的载荷工况（即载荷步）1） 在Analysis页面中选择loadstep面板2） 点击 name =并输入 lateral force3） 点击 type:开关，选择 linear static4） 选中 SPC 前面的复选框。

SPC 右面出现等号按钮6） 点击等号按钮并从load collectors中选择SPC7） 选中 LOAD 前面的复选框LOAD 右面出现等号按钮8） 点击等号按钮并从load collectors中选择forces9） 点击 create创建了 OptiStruct 一个工况，该工况引用了 load collectors 中的约束 SPCS 和载荷 forces10） 点击 return 返回主菜单3．求解（ 1 ）运行 OptiStruct1） 在Analysis页面中选择OptiStruct面板2） 在 in put file:后面点击 save as...弹出 save files...窗口3） 为OptiStruct模型文件选择路径并在File name:中输入模型文件名plate_hole.fem OptiStruct支持以.fem为扩展名的文件4） 点击 Save注意plate_hole.fem文件的名称和路径在in put file:文本框中显示5） 设置 memory options:为 memory default6） 点击 run options:开关并选择 analysis。

7） 设置 export options:为 all8） 点击 OptiStruct这就运行了 OptiStruct，如果运行成功，在plate_hole.fem所在路径下将出现新的结果 文件plate_hole.out文件可以用于查找错误信息，如果出现错误，这些信息将有助于调试4.察看结果与后处理OptiStruct默认输出线性静力分析的位移（Displacement）和应力（Stress）结果本部分描述如何在HyperView中察看这些结果HyperView是一个完整的后处理软件和可视化环境，用于处理有限元分析（FEA）、多体系 统仿真、视频和工程数据1）察看应力云图1） 当命令窗口信息进程显示成功完成时，点击HyperView （位于OptiStruct面板）HyperView启动并加载结果，弹出信息窗口通知模型和结果文件成功载入HyperView 中。