1.定义工作文件名和工作标题
1）选择Utility Menu︱File︱Change Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM]Enter new jobname输入栏中输入工作文件名EXERCISE1，单击OK按钮关闭该对话框。
2）选择Utility Menu︱File︱Change Title命令，出现Change Title对话框，在输入栏中输入ANALYSIS OF THE STRESS INTENSITY FACTOR，单击OK按钮关闭该对话框。
2.定义单元类型
1）选择Main Menu︱Preprocessor︱Element Type︱Add/Edit/Delete命令，出现Element Types对话框，单击Add按钮，出现Library of Element Types对话框。
2）在Library of Element Types列表框中选择Structural Solid，Quad 8 node 183，在Element type reference number输入栏中输入1，如图8-6所示，单击OK按钮关闭该对话框。
图8-6 单元类型列表对话框
3）单击Element Types对话框上的Options按钮，出现PLANE183 element type options对话框，在Element behavior K3下拉菜单中选择Plane strs w/thk，其余选项采用默认设置，如图8-7所示，单击OK按钮关闭该对话框。
图8-7 PLANE183单元关键字设置对话框
4）单击Element Types对话框上的Close按钮，关闭该对话框。
5）选择Main Menu︱Preprocessor︱Real Constants︱Add/Edit/Delete命令，出现Real Constants对话框，单击Add按钮，出现Element Type for Real Constants对话框，单击OK按钮，出现Real Constant Set Number 1，for PLANE183对话框，在Real Constant Set No.输入栏中输入1，在Thickness THK输入栏中输入5，如图8-8所示，单击OK按钮关闭该对话框。
图8-8 PLANE183单元实常数设置对话框
6）单击Real Constants对话框上的Close按钮关闭该对话框。
3.定义材料性能参数
1）选择Main Menu︱Preprocessor︱Material Props︱Material Models命令，出现Define Material Model Behavior对话框。
2）在Material Models Available一栏中依次单击Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear Isotropic Properties for Material Number 1对话框，在EX输入栏中输入
2.2E5，在PRXY输入栏中输入0.25，单击OK按钮关闭该对话框。
3）在Define Material Model Behavior对话框中选择Material︱Exit命令，关闭该对话框。
4.创建几何模型、划分网格
1）选择Utility Menu︱PlotCtrls︱Numbering命令，出现Plot Numbering Controls对话框，选择KP Keypoint numbers、LINE Line numbers和AREA Area numbers选项，使其状态从Off变为On，单击OK按钮关闭该对话框。
提示：在几何模型中显示关键点、线段和面编号。
2）选择Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Create︱Keypoints︱In Active CS命令，出现Create Keypoints in Active Coordinate System对话框，在NPT Keypoint number输入栏中输入1，在X,Y,Z Location in active CS输入栏中分别输入50、0、0，如图8-9所示，单击OK按钮关闭该对话框。
图8-9 生成关键点对话框
3）参照上一步的操作过程，依次在ANSYS显示窗口生成以下关键点编号及坐标：
2（100，0，0）；3（100，60，0）；4（-25，60，0）；5（-25，0，0）；
4）选择Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Create︱Lines︱Lines︱Straight Line命令，出现Create Straight拾取菜单，用鼠标在ANSYS显示窗口依次选择编号为1、2，2、3，3、4，4、5，5、1的关键点生成5条线段，单击OK按钮关闭该菜单。
技巧：可通过在Create Straight拾取菜单的输入栏中输入相应的关键点编号并单击Accept按钮生成线段。
5）选择Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Create︱Areas︱Arbitrary︱By Lines命令，出现Create Area by L拾取菜单，在输入栏中输入5，1，2，3，4，单击OK按钮关闭该菜单。
提示：线段编号不同的输入次序会影响到生成面的法线方向。
6）选择Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Create︱Areas︱Circle︱Solid Circle命令，出现Solid Circular Area对话框，在WP X输入栏中输入0，在WP Y输入栏中输入27.5，在Radius输入栏中输入12.5，如图8-10所示，单击OK按钮关闭该对话框。
7）选择Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Subtract︱Areas命令，出现Subtract Areas拾取菜单，在输入栏中输入1，单击OK按钮，在输入栏中输入2，单击OK按钮关闭该菜单。
8）选择Main Menu︱Preprocessor︱Numbering Ctrls︱Compress Numbers命令，出现Compress Numbers对话框，在Label Item to be compressed下拉菜单中选择Areas，单击OK按钮关闭该对话框。
提示：压缩所有实体编号，如在一系列操作之后，线段编号可能为1，2，4，6，7，9…，进行此步操作之后，线段编号将恢复为1，2，3，4，5，6，7…。
9）选择Main Menu︱Preprocessor︱Numbering Ctrls︱Merge Items命令，出现Merge Coincident or Equivalently Defined Items对话框，在Label Type of item to be merged下拉选框中选择All，如图8-11所示，单击OK按钮关闭该对话框。
图8-10 生成圆面对话框
图8-11 合并同位置实体对话框
提示：合并相同位置上重复定义的实体。
10）选择Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱Concentrat KPs︱Create命令，出现Concentration Keypoint拾取菜单，在输入栏中输入1，单击OK按钮，出现Concentration Keypoint对话框，参照图8-12对其进行设置，单击OK按钮关闭该对话框。
图8-12 中心点设置对话框
11）选择Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Global︱Size命令，出现Global Element Sizes对话框，在SIZE Element edge length输入栏中输入3，其余选项采用默认设置，如图8-13所示，单击OK按钮关闭该对话框。
图8-13 单元尺寸设置对话框
12）选择Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Mesh︱Areas︱Free命令，出现Mesh Areas拾取菜单，单击Pick All按钮关闭该菜单。
13）选择Utility Menu︱Plot︱Elements命令，ANSYS显示窗口将显示网格划分结果，如图8-14所示。(www.xing528.com)
图8-14 网格划分结果显示
14）选择Utility Menu︱File︱Save as命令，出现Save Database 对话框，在Save Database to输入栏中输入EXERCISE1-1.db，保存上述操作过程，单击OK按钮关闭该对话框。
5.加载求解
1）选择Main Menu︱Solution︱Analysis Type︱New Analysis命令，出现New Analysis对话框，选择分析类型为Static，单击OK按钮关闭该对话框。
2）选择Utility Menu︱Plot︱Lines命令，显示所有线段。
3）选择Utility Menu︱Select︱Entities命令，出现Select Entities对话框，在第1个下拉菜单中选择Lines，在第2个下拉菜单中选择By Num/Pick，在第3栏中选择From Full，如图8-15a所示，单击OK按钮，出现Select Lines拾取菜单，在输入栏中输入1，单击OK按钮关闭该菜单。
4）选择Utility Menu︱Select︱Entities命令，出现Select Entities对话框，在第1个下拉菜单中选择Nodes，在第2个下拉菜单中选择Attached to，在第3栏中选择Lines,all，在第4栏中选择From Full，如图8-15b所示，单击OK按钮关闭该对话框。提示：选择编号为1的线段上的节点。
5）选择Main Menu︱Solution︱Define Loads︱Apply︱Structural︱Displacement︱On Nodes命令，出现Apply U,ROT on Nodes拾取菜单，单击Pick All按钮，出现Apply U,ROT on Nodes对话框，在Lab2 DOFs to be constrained列表框中选择UY，在Apply as下拉菜单中选择Constant value，在VALUE Displacement value输入栏中输入0，如图8-16所示，单击OK按钮关闭该对话框。
图8-15 选择实体对话框
图8-16 施加位移约束对话框
6）选择Main Menu︱Solution︱Define Loads︱Apply︱Structural︱Displacement︱On Keypoints命令，出现Apply U,ROT on KPs拾取菜单，在输入栏中输入2，出现Apply U,ROT on KPs对话框，在Lab2 DOFs to be constrained列表框中选择UX，在Apply as下拉菜单中选择Constant value，在VALUE Displacement value输入栏中输入0，单击OK按钮关闭该对话框。
7）选择Utility Menu︱Select︱Everything命令，选择所有实体。
8）选择Main Menu︱Solution︱Define Loads︱Apply︱Structural︱Pressure︱On Lines命令，出现Apply PRES on Lines拾取菜单，在输入栏中输入6，单击OK按钮，出现Apply PRES on lines对话框，在[SFL] Apply PRES on lines as a下拉菜单中选择Constant value，在VALUE Load PRES value输入栏中输入0，在Value输入栏中输入0.12，如图8-17所示，单击OK按钮关闭该对话框。
9）选择Main Menu︱Solution︱Define Loads︱Apply︱Structural︱Pressure︱On Lines命令，出现Apply PRES on Lines拾取菜单，在输入栏中输入7，单击OK按钮，出现Apply PRES on lines对话框，在[SFL] Apply PRES on lines as a下拉菜单中选择Constant value，在VALUE Load PRES value输入栏中输入0.12，在Value输入栏中输入0，单击OK按钮关闭该对话框。
图8-17 施加压力载荷对话框
10）选择Utility Menu︱WorkPlane︱Local Coordinate Systems︱Create Local CS︱At Specified Location命令，出现Create CS at Location拾取菜单，在输入栏中输入50，0，0，单击OK按钮，出现Create Local CS at Specified Location对话框，参照图8-18对其进行设置，单击OK按钮关闭该对话框。
图8-18 创建局部坐标系对话框
11）选择Main Menu︱Solution︱Solve Current LS命令，出现Solve Current Load Step对话框，单击OK按钮，ANSYS开始求解计算。
提示：若出现Verify对话框，可单击其上的Yes按钮关闭该对话框继续求解过程。
12）求解结束时，出现Note提示框，单击Close按钮关闭该对话框。
13）选择Utility Menu︱File︱Save as命令，出现Save Database 对话框，在Save Database to输入栏中输入EXERCISE1-2.db，保存求解结果，单击OK按钮关闭该对话框。
6.查看求解结果
1）选择Main Menu︱General Postproc︱Plot Results︱Contour Plot︱Nodal Solu命令，出现Contour Nodal Solution Data对话框，在Item to be contoured列表框中选择Nodal Solution ︱DOF Solution︱Displacement vector sum，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示如图8-19所示的合位移等值线图。
2）选择Main Menu︱General Postproc︱Plot Results︱Contour Plot︱Nodal Solu命令，出现Contour Nodal Solution Data对话框，在Item to be contoured列表框中选择Nodal Solution︱Stress︱von Mises stress，单击OK按钮，ANSYS窗口将显示如图8-20所示的等效应力等值线图。
图8-19 合位移等值线图
图8-20 等效应力等值线图
提示：输出应力单位为MPa。
3）选择Main Menu︱General Postproc︱List Results︱Reaction Solu命令，出现List Reaction Solution对话框，在Lab Item to be listed列表框中选择All items，单击OK按钮，ANSYS将显示支反力结果，如图8-21所示。
图8-21 列表显示支反力结果
4）选择Main Menu︱General Postproc︱Path Operations︱Define Path︱By Nodes命令，出现By Nodes拾取菜单，在输入栏中输入2，35，33，单击OK按钮，出现By Nodes对话框，在Name Define Path Name:输入栏中输入DF，其余选项采用默认设置，如图8-22所示，单击OK按钮关闭该对话框。
5）选择Main Menu︱General Postproc︱Path Operations︱Define Path︱Path Status︱Current Path命令，ANSYS将显示当前路径，如图8-23所示。
图8-22 通过节点定义路径
图8-23 显示当前路径
6）选择Main Menu︱General Postproc︱Nodal Calcs︱Stress Int Factr命令，出现Stress Intensity Factor对话框，参照图8-24对其进行设置，单击OK按钮，ANSYS将显示应力强度因子计算结果，如图8-25所示。
图8-24 计算应力强度因子
图8-25 应力强度因子计算结果显示
7）选择Utility Menu︱File︱Exit命令，出现Exit from ANSYS对话框，选择Quit－No Save!选项，单击OK按钮，关闭ANSYS。
试一试：将两个小孔的尺寸都调整为φ20，其余条件不变（包括孔间距），求该结构的应力强度因子，并比较求解结果有无变化。
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