ANSYS关于等厚旋转圆盘的模拟与验证 - 图文

ANSYS关于等厚旋转圆盘的模拟与验证

下图引自->弹性力学--第四版--上册--徐芝纶，关于等厚旋转圆盘的径向及环向应力计算公式（第70页），采用ANSYS对其进行模拟与验证以说明等厚旋转圆盘的径向及环向应力计算公式的合理及ANSYS处理问题的强力，图中，????为密度（ANSYS实例取7.85e-9t/mm3），??为角速度（ANSYS实例取10rad/s），??为圆盘外径（ANSYS实例取100mm），??为泊松比（ANSYS实例取0.29）。

图1 等厚旋转圆盘应力计算公式

采用plane183单元，材料为钢材，属性：弹性模量E=2.06E5MPa，泊松比

μ=0.29，密度ρ=7.85e-9t/mm3，圆盘有限元模型示意图见图2。

图2 有限元模型示意图

图3为圆盘径向应力图，图4为圆盘环向应力图，选取圆盘中心及边缘位置应力数值模拟值及理论公式计算值进行对比，见表1，二者相差比较小，表明理论公式与数值模拟具有很好的一致性，不得不惊叹于前人的理论功底与ANSYS的强力！

图3 圆盘径向应力云图

图4 圆盘环向应力云图

表1 旋转圆盘有限元模拟及理论计算对比 理论值 模拟值

圆盘中心径向及环向应力值/MPa

0.003228

0.003229

圆盘边缘径向应力值/MPa

0 -4.756e-6

圆盘边缘环向应力值/MPa 0.001393 0.001393