班级 05020804班。
姓名张军。学号 2008301321
完成时间 2023年3月27日。
如下图所示，这是一个简单的单一载荷阶梯结构，要对该结构的棱角及拐角角度进行结构上的静态分析，左上方的销孔的整个圆周是受焊接力的，右下方的销孔是受到一个锥形的压力载荷，要求使用ansys软件对其进行相关分析。脚架的尺寸如上图所示，该脚架是由a36号钢材，杨氏模量是30e6，泊松比是0.27
图1-1 角架平面图及参数。
对于涉及薄板的结构问题，若只承受薄板长度和宽度方向所构成的平面上的载荷时（厚度方向无载荷），一般沿薄板厚度方向上的应力变化可不予考虑，即该问题可简化为平面应力问题（将单元关键字设置为平面应力属性）。使用ansys建立平面模型，然后通过画网格以及加载荷来进行求解。
定义一个单元类型为structural solid、quad 8node 82。
定义材料为线性的弹性材料，弹性模量ex=30e6，泊松比prxy=0.27。
首先，建立两个矩形a1和a2，在modeling里面的creat中找到rectangle里面通过输入各个顶点的数据来得到两个矩形，如下所示：
图1-2 建立两个矩形。
然后，分别在两个矩形的两头建立一个圆，建立过程中需要改变workplane，在两个坐标系下完成两个圆的建立，并且通过布尔运算将矩形与圆叠加；如图1-3所示：之后按照同样方法画出两个销孔；如图1-4所示：
图1-3 在两端建立两个圆。
图1-4 基本建模完成。
使用手工划分网格的方法对该几何模型划分网格；定义网格的长度大小为0.5m。
图1-5网格划分结果。
在solution里面的loads中选择define loads中，对左上方的销孔施加约束，对右下方的销孔施加单一向**荷；加载后的效果如下图：
图1-6 模型加载后。
在solution里面的solve中队对该模型进行**与计算；
变形后的几何形状和未变形轮廓如图1-6所示。
由图1-6可以看出，角架在受到单一向下方向载荷之后位置变化比较明显，基本上是以左上方的销孔为圆心进行了旋转，离左上方销孔最远处的变形最大，从上方和下方的变形对比可以看出，下方的矩形部分横向宽度也有变化。
图1-6 变形后的几何形状和未变形轮廓。
这是一个三维的建模与分析问题，是关于钢销与方形块钢的光滑销孔之间的接触问题，该模型的尺寸如下：钢销直径为0.5；长度为2.
5；钢块的宽度为4；长度为4；厚度为1；销孔直径为0.49；深度为1，两种模型材料都是结构钢（刚度=36e6，泊松比=0.3），并且假定都在弹性范围内。
图2-1 钢销与钢板过盈配合图示。
由于该模型具有内在的对称性，可以以钢销的四分之一为基础来进行相关分析，加载可以分两步进行：第一步加载主要是为了观察钢销过盈配合的压力，因为在几何尺寸上钢销是比销孔厚很多的；第二步加载是为了观察钢销在孔中移动时由于接触所产生的压力与反作用力。
执行“preprocessor>element type>add/edit/delete”命令。
在打开的对话框中选取“structural solid”单元，定义两个单元类型，一个为structural solid、brick 8node 45，另一个为structural solid、brick 20node 95。
定义材料为线性的弹性材料，弹性模量ex=3e11（即30×1010psi），泊松比prxy=0.3，密度dens=0.00073（即0.00073lb/in3）。
首先，从ansys中自带的模型中选择出原始模型，如图2-2所示。
图2-2 1/16轮子向视图的平面几何模型。
然后，设置材料属性以及弹性模量和泊松比以及其他相关参数；
划分网格，网格边缘长度（size element edge length）设置为0.25。
生成的网格如图2-6所示。
图2-6 映射网格划分。
将1/4钢销补满后画网格视图如下：
加载后的结果如图2-9所示。
图2-9 施加约束后的生成结果。
求解结果如下：print reaction solutions per node
***post1 total reaction solution listing
load step= 1 substep= 1
time= 1.0000 load case= 0
the following x,y,z solutions are in the global coordinate system
node fxfy
total values
value -0.31986e-07 134.61
从计算结果可以看出：当钢销在钢板中运动的某一时刻，钢板上面的节点在x和y两个方向上的受力变化比较大，图2-11钢销的形状和未变形轮廓。
钢销在与钢板接触的整个一周都存在挤压变形，应力成片状分布，由于是过盈配合，钢销受压作用也基本均匀的分布在钢销的一周。
如图2-14所示，钢销在运动过程中钢板以及钢销各点的应力分布随着时间的变化是不断变化的，从动态**中可以看出，在钢销即将从钢板中拔出时候钢板在钢销周围处的应力是十分明显的，是整个应力变化过程中的最大值，而在开始和结束两个阶段，应力是最小几乎为零的。
图2-12模拟**结果显示。
1] 张朝辉。 ansys 11.0结构分析工程应用实例解析[m]. 第2版北京：机械工业出版社，2009. 104-115.
2] 张洪信。 有限元基础理论与ansys应用[m]. 北京：机械工业出版社，2006. 182-200.
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