圆盘受均布压强有限元分析.docx

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圆盘受均布压强有限元分析

圆盘受均布压强

2.1问题的描述

下面以一个直径为500mm,厚度为3mm,周边固定的钢板（如图2-1所示）在均布压强作用下的静力分析为例，学习ABAQUS/CAE在圆板分析中的步骤。

材料性质：

弹性模量E=2.06e5，泊松比、•.=0.3

均布载荷：

p=0.1Mpa

O.IMpa

500mm

图2-1圆盘模型图

2.2创建部件

首先，打开ABAQUS/CAE的启动界面，单击选择CreateModelDatabase®钮创建一个ABAQUS/CAE的模型数据库，随即进入Part（部件）功能模块。

接下来，用户在该模块中创建一个圆盘。

单击工具区中的CreatePart（创建部件）工具上J，弹出CreatePartX寸话框，如图2-2所示，在部件名栏中输入disc，基本特征栏下形状为shell，类型为Planar,模型空间大约尺寸设置成600。

单击Continue..按钮，进入草图绘制界面。

单击工具区中CreateCircle中的CenterandPerimeter（创建圆）工具©J，在提示区输入（0,0），按回车键Enter；在提示区继续输入（250,0），然后单击工具栏自动全

屏视图工具：

：

，将会看到整个圆，单击鼠标右键，选择CancelProcedure命令,

再单击窗口下方的Done按钮，完成创建圆盘，如图2-3所示。

图2-2创建部件

图2-3形成的圆盘结构图

2.3定义材料和截面属性

在环境栏的Module（模块）列表中选择Property（特性）功能模块，设置圆盘的材料属性与厚度。

Step1定义材料属性

单击工具区中的CreateMaterial（创建材料）工具厶，弹出EditMaterial（编

辑材料）对话框。

在Name栏输入steel为材料名称；在MaterialBehaviors（材料性质）栏内执行Mechanical--Elasticity--Elastic命令（线弹性材料）；在MaterialBehaviors下方的Data数据表内输入Young'smodulus（杨氏模量）为2.06E5和Poisson'sratio（泊松比）为0.3,如图2-4所示，单击OK按钮，完成材料的创建操作。

图2-4EditMaterial对话框

Step2创建截面属性

单击工具区中的CreateSection（创建截面）工具国，弹出CreateSection对话框，如图2-5所示，在Name栏输入disc为截面名称，选择Category：

shell和Type：

Homogeneous单击Continue..按钮，弹出EditSection（编辑截面）对话框，如图2-6所示，在ShellThickness栏输入3,其余选项采用默认值，单击OK按钮，完成截面的创建操作。

■5CreateSection

Name：

disc

CategoryIOSolid

^Isheii

Beam

0Fluid

■Other

Continue,^匚ancel

图2-5创建截面

Step3分配截面特性

单击工具区中的AssignSection（分配截面）工具,在视图区选择圆盘,单击窗口下方的Done按钮，弹出EditSectionAssignment（编辑截面分配）对话

框（如图2-7所示），直接单击0K按钮，完成截面特性的分配操作。

■J]EditSectionA«ignmmnt

Region

Region:

（Picked）

Section

Section:

disc丘Create...

Note:

Listcontainsonlysectionsapplicabletotheselectedregions.

Type:

ShellHomogeneous

Material:

steel

Thickness

Assignment:

QFromsectionFromgeometry

ShellOffset

Definition:

Middlesurface

Create...

OKCancel

图2-7EditSectionAssignment对话框

2.4装配部件

在环境栏的Module（模块）列表中选择Assembly（装配）功能模块，单击工具栏的InstaneePart工具上，弹出CreateInstanee对话框（图2-8），默认的选项为disc，直接单击0K按钮，完成装配部件。

2.5设置分析步

在环境栏的Module（模块）列表中选择Step（分析步）功能模块，设置分析步步骤如下：

（1）单击左侧工具区的。

（CreateStep）按钮，或者在主菜单中选择Step--Create（也可以直接单击左侧模型树中的Steps来完成此项操作）。

（2）在弹出的CreateStep对话框中，在Name后面输入分析步的名称，此处将默认值Step-1改为loaddisco其余参数如图2-9所示（ProceduretypeGenera；选择StaticGenera），单击Continue..按钮。

SHCreateInstance

Parts

disc

InstanceType

Qdependent（rpedior

Independent（meshoninstapke）

Note:

TochangeaDependentir^taricel

mesh,youmustedititspart'smesh.

Auto-offsetfromotherinstances

图2-8CreateInstanee对话框

图2-9CreateStep对话框

（3）在弹出的EditStep对话框（见图2-10）中，Description后面改为Uniformlydistributedpressureonthesurface其余参数都保持默认值，单击OK按钮，完成

操作

Type:

StaticGeneral

BasicIncrementationOther

Description:

Uniformlydistributedpressureonthesurfac^

Timeperiod:

1

N|qeom;**卩欣訴山购controlstheinclusionofnonlineareffects

=Onoflargedisplacementsandaffectssubsequentsteps.）

Automaticstabilization:

None

I

Includeadiabaticheatingeffects

OK

Cancel

图2-10编辑分析步对话框

2.6定义载荷和边界条件

在环境栏的Module（模块）列表中选择Load（载荷）功能模块。

Step1定义载荷

单击工具区的CreateLoad（创建载荷）工具丄―，弹出CreateLoad对话框

（见图2-11）。

在Name栏内输入Pressure将TypesforSelectedStep（所选分析步的载荷类型）设为Pressure（压力），Step设为loaddisc,单击Continue..按钮。

在窗口选择圆盘，再单击窗口下方的Done按钮，将会给出提示Chooseasidefortheshellorinternalfaces:

BrownPurple（选择壳的边缘还是面），单击Brown按钮选择内部面，单击Purple按钮选择侧缘，本例选择Brown，弹出EditLoad对话框，如图2-12所示，在Magnitude后面输入0.1，然后单击0K按钮。

施加载荷

后，部件如图2-13所示

图2-11CreateLoad对话框

图2-12编辑载荷对话框

Step2定义边界条件

单击工具区中的CreateBoundaryCondition（创建边界条件）工具①，弹出

CreateBoundaryCondition对话框。

在Name栏内输入BC-fixed，在Step列表内

选择Initial，在TypesforSelectedStep列表中选择Displacement/Rotation,单击Continue..按钮。

在窗口选择圆盘的边缘，单击Done按钮，弹出EditBoundaryCondition（边界边界条件）对话框，选择U1、U2、U3、UR1、UR2、UR3，女口图2-14所示，单击0K按钮，完成固定边界条件的施加，此时部件如图2-15所示

图2-13施加载荷后的部件

图2-14编辑边界条件

图2-15创建边界条件后的圆盘模型

2.7划分网格

在环境栏的Module（模块）列表中选择Mesh（网格）功能模块

Stepl撒种子（设置网格密度）

在模型树下选择Model-1--Assembly--Instance--disc-1节点并右击，选择MakeIndependent命令，如图2-16所示。

单击工具区中的SeedPa（撒种子）工具乙J弹出GlobalSeeds对话框，在Approximateglobalsize栏内输入10，即单元尺寸大约为10mm,如图2-17所示，单击OK按钮，再单击窗口下方的Done按钮，完成撒种子。

SwitchContextCtrl45pace

Rename.^

Suppress

Resume

Delete^,Del

Query

ShowParents

ShowChildren

MakeDependent

MakeIndependent

Link【nstances.„

ExcludefromSimulation

SwitchtopsrtcontExt

图2-16MakeIndependent命令

■GlobalSeeds

SizingControls

Approximateglobalsize;10

<1Curvaturecontrol

Maximumdeviationfactor（0.0

0,1

（Approxinnatenumberofelementspercircle:

8）

Minimumsizefactor（asafractionofglobalsize）:

*Usedefault（0,1）Specify（0.0

图2-17全局撒种子

Step2控制网格划分

单击工具区中的AssignMeshControls（网格控制）工具险，弹出Mesh

Controls对话框，如图2-18所示，在ElementShape中选择Tri，采用自由划分网格技术，单击0K按钮，完成控制网格划分选项的设置

IK

FlMeshControls

ElementShape

QuadQuad-dominated°Tri

TechniqueAlgorithm

I[Usemappedmeshingwhereappropriate

*Free

OStructured

OSweep