桌面受压力作用的强度与变形分析

桌面受压力作用的强度与变形分析班级：姓名：学号：摘要：本作业在ANSYS10.0平台上，采用有限元法对受压力作用桌面进行强度与变形分析，验证周面设计的合理性及改进方案。1、问题描述桌面长1500mm，宽800mm，厚50mm，桌脚长650mm,为空心圆管，外径70mm，内径60mm,桌面中央300mmX150mm的区域内承受2.5Mpa的压力，四个桌脚完全固定，假设所有材料为铝合金，弹性模量E=7.071×104Mpa，泊松比μ=0.3。试用Shell63单元模拟桌面、Beam188单元模拟桌脚，分析此桌子的变形及受力情况。假设桌子的垂直方向最大变形量的许用值为0.5%（约7.5mm），该设计是否满足使用要求，有何改进措施？。其有几何模型见图1。图1桌面有限元模型2、有限元模型①因桌面的长、宽、高为1500mm×800mm×50mm的板结构，属于薄壁结构，采用SHELL63壳单元；桌脚为内外直径分别为60mm和70mm，长为650mm的柱体，采用BEAM188梁单元。②材料的弹性模量取7.071×104Pa，泊松比取0.3。③边界条件：四个周角的底部全部约束，压力2.5MPa全部加在长、宽为300mm×150mm桌面的中心处。3、分析求解因本问题属于线性静力问题，用线性静力求解即可。4、结果分析①最大位移9.776mm，在桌面的最中间最大位移为9.776mm，在垂直方向上变形大于0.5%的要求因此不满足要求②最大应力196.082MPa。5、改进方案1.桌面加厚至70mm。可以得到其最大位移4.299mm，在垂直方向上变形小于0.5%的要求满足要求②最大应力114.918MPa。