平面和殼問屬的有限元分析第—節(jié)基本知，識嚴(yán)格地說，任何彈性物體都是處在三維受力狀態(tài)，因而都是空間問題，但是在一定條件下，許多空間問題可以簡化為平面問題，從而使計算工作量大大減少。典型的平面問題有平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題。板殼問題是工程實際中最常遇到的問題之一。一、平面應(yīng)力問題平面應(yīng)力問題是指受力體在z方向上尺寸很?。闯势桨鍫睿?，外載荷都與x軸垂直，且沿z軸方向沒有變化，假設(shè)受力體在z方向上的尺寸為h，平分h的平面成為中間平面，簡稱中面，則在z=±h/2處的外表面上不受任何載荷，如圖8一1所示。在建立模型時，以受力體的中面尺寸建立模型。二、平面應(yīng)變問題平面應(yīng)變問題是指受力體在z方向的尺寸很大，所受的載荷又平行于其橫截面（垂直于x軸）且不沿長度方向（z方向）變化，即物體的內(nèi)在因素和外來作用都不沿長度方向變化，如圖8-2對于有些問題，例如擋土墻和水壩的受力問題，雖然其結(jié)構(gòu)不是無限長，而且在靠近兩端之處的橫截面也往往是變化的，并不符合無限長柱形體的條件，但實踐證明，這些問題是很接近于平面應(yīng)變問題的，對于離開兩端較遠之處，按平面應(yīng)變問題進行分析計算，得出的結(jié)果是可以滿足工程實際要求的。表8-1是常用的平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題的單元類型和用途。在利用ANSYS進行有限元分析時，將這些單元定義為新的單元后，如平面應(yīng)力問題，設(shè)置單元配置項KEY0PT（3）為Planestree或Planestresswiththicknessinput（考慮板的厚度）；如為平面應(yīng)變問題，設(shè)置單元配置項KEYOPT（3）為Planestrain。第150頁衷（-1平面應(yīng)力題平面應(yīng)變箴用始構(gòu)單元列義攤明Plaae42二瞬艇牌忌刖于脫平砸力隴、砒應(yīng)珮鮮刪麴魁FlwiM!的師甲兀PlaneL82—鮭緞牌元KHIU'F?■加盧平面融間邸酬移砸PliiMi巫PISM1肛刖矗階單元三、殼的問題對于兩個曲面所限定的物體，如果曲面之間的距離比物體的其他尺寸小很多，就稱之為殼體。并且這兩個曲面稱為殼面。距兩殼面等距的點形成的曲面成為中間曲面，簡稱中面。對受力體進行有限元分析時，以中面尺寸建立模型。表8-2是常用的殼單元類型和用途。表卷2常用殼單元列表克單兀乳稱說 明SHELL28二維前坍屈1轉(zhuǎn)桓單丘，常用尸根架絡(luò)構(gòu)屮欣擔(dān)團力載荷SHELL4I薄模売單元，用于貝仃面內(nèi)剛度沒冇而外剛度SHELL43蹇性大蜜形先單元，用于鉞比、糙曲的中厚度殼結(jié)構(gòu)SHELLS1軸對稱結(jié)拘光眼元.用亍軸對移応蛭構(gòu)SHELL6I軸對稱潴浹結(jié)制克單元SHELL63憚性澆單兀.冇彎曲和薄農(nóng)兩艸功能.是竄常見的売單兀SHELL9!佯錢性集臺材料売肌兄，用丁爭圧紹松J売模醱或厚的夾脛時構(gòu)SHELLQ3兒節(jié)點結(jié)構(gòu)噸單元，適用于曲壺船構(gòu)SHELL99線性蚩層堂合材料売單尤"用十茅層結(jié)構(gòu)殼摸電或障的袈足結(jié)構(gòu)SHELL143舉性瓷單元幣于模擬非線性、卩向或扭曲的、曲克利中蒔厚度的克結(jié)掏系統(tǒng)SHELX150叫勒點結(jié)構(gòu)殼草元，適用于曲面克體結(jié)拘SHELLI81有阪趣變克單元.用F分柘從薄先到中黑厚屋時光網(wǎng)構(gòu).通用于分析丈應(yīng)變特性的應(yīng)用御題第二節(jié)平面問題有限元分析實例案例1——角架的靜力分析問題如圖8-3所示，角架材質(zhì)為鋼，其厚度為0.5m,左端孔直徑lm,并且固定，右下方有一孔直徑lm，角架圓弧部分為半徑1m的半四）并且承受均變壓力100Pa?1000Pa?100h,其他