Msc.Marc模拟平板圆孔处应力集中：二维轴对称线弹性分析

1.两种平面网格生成方式； 2.施加轴对称及面分布力边界条件； 3.设置材料属性； 4.设置几何特性； 5.提交作业； 6.模型图及路径曲线显示。

为辅助建模，现将格栅处理如下：形成10×10，间隔为1的格栅。 选择红框中按钮：全屏显示，即可在屏幕看到处理好的格栅。

（1）【几何 _分网】——>（几何 _分网）——>曲线——>圆弧（圆心/点/点），点击添加 （2）依次点击格栅上位于（0 0 0）与（1 0 0）与（0 1 0）上的点，分别对应圆弧的圆心、弧上的两点；随着点的选择，绿色线框中依次出现三个点的坐标，点击鼠标右键确定，小孔1/4弧线完成。 上述操作也可通过在命令栏依次输入三个点来完成弧线绘制： 0 0 0 回车 1 0 0 回车 0 1 0 回车 （3）绘制多折线 将曲线类型更改为“多折线”，依次点击下图三点，右键确定，绘制出平板边线； 也可同上步一样，在命令栏依次输入三点的坐标： 10 0 0 回车 10 10 0 回车 0 10 0 回车

（4）曲线做完，下一步生成曲面，选择曲面中的“两条曲线，添加 依次点击圆弧线和多折线，右键确定 生成曲面，点击右侧栏中的“转换为曲面的线框显示”，曲面颜色填充为紫色，当前已完成平板1/4模型的建立和初步的网格划分。但该网格过于粗大。下面进行网格的转换与分割细化。 （5）【几何_分网】——>（操作）——>转换“曲面”到“单元”，分割数16——>转换——>“全部存在的”——>右键确定 转换后的网格如下，得到细化 （6）细化网格后需要检查网格：（检查）——>单元反向（二维）——>观察有256个反向单元——>单元方向翻转——>选择全部——>再次检查——>0个反向单元。 注：反向单元存在提交任务报错

（1）【几何特性】——>新建（结构分析）——>平面实体——>选择平面应力 弹出“几何特性”窗口，厚度默认1，单元处添加，全选按钮，将256个单元全部设置为平面应力单元几何特性

赋予平板材料特性，如下，选择标准： 弹出材料特性窗口，添加密度，杨氏模量以及泊松比；单元，全选添加。

平板二维轴对称模型，对其分别施加X与Y方向的对称约束 （1）新建位移约束，x方向位移0，添加节点，框选平板左侧的一列节点，右键确定 （2）同理：新建位移约束，y方向位移0，添加节点，框选平板下侧的一列节点，右键确定 （3）选择右侧切换边界条件的识别，得到边界条件同时显示 (4)施加完X与Y向的对称边界条件，现施加拉力载荷：如下图所示，右键确定。

当前已施加完全部边界条件，模型树如下所示：

（1）设置单元类型： 设置平面实体类型，平面应力全积分，3号单元 （2）设置JOB 新建结构分析，勾选应力stress选项，以备在后续输出应力云图

（1）打开模型后处理，跳到结果模块 （2）观看应力云图： 变形形状样式为变形后&初始； 设置变形比例为自动，可看见变形后的网格与未变形的线框； 设置标量图，标量更改为Equivalent of Stress，样式改为云图 可观察到中心圆孔处应力集中。 同理可更改其他标量如位移等，也可更改矢量图和张量图。 （3）输出路径曲线： 按路径选取每一个节点 ，右键确定 弹出空白新界面，依次点击添加曲线，添加曲线，选择弧长和Equivalent of Stress，ok，显示完整曲线

（1）圆弧处画法相同 （2）画平板边缘直线 依次添加四周直线 （3）自动分网预处理 曲线布种子点，目标长度：0.5 （4）自动分网 四边形（前沿法），四边形网格划分，全选 也可采用四边形（覆盖法）划分网格 检查网格，发现0个反向单元

后续步骤与上述相同，可提交运算，输出结果

（1）两种建模方法对比： 第一种先生成曲线，在使用两条曲线生成曲面，在【几何分网】的（操作）栏中，选择转换，将曲面转换为单元，进行分割细分网格； 第二种基于传统做法，先形成平板外表面曲线线框，然后自动分网预处理，也就是布置网格种子点，然后按照流程进行平面实体自动分网 （2）网格划分好后应进行检查，是否有反向单元，存在需修正，否则作业提交出错。