使用WELSIM对受力孔板的应力分析与验证

带孔的板型结构是工程中常用的结构。在平板上打孔的用处有很多，有的是为了安装螺栓等连接件，有的是为了在不影响力学性能的情况下减轻重量。今天我们使用通用有限元仿真软件WELSIM，来进行孔板的分析，并验证数值解的准确率。

孔板与的尺寸和受力状况如下图。一个长方形平板结构，左侧固定，右边承受拉应力。平板的中间有一个圆孔。

为了更好的模拟工况并检验数值的正确性，下面给出一个具体的结构尺寸，受力大小，和材料属性：

这里会发现泊松比我们设置为0，这样单一方向上的受力不会对其他方向上的变形产生影响，目的是为了更好把计算结果与理论值对比。

下面打开仿真软件WELSIM，设置材料参数。新建一个材料节点，并添加弹性模量和泊松比两个属性，如图所示：

由于是孔板结构，我们可以通过建立一个板和一个柱体，然后通过布尔操作，得到孔板：

并给新生成的孔板赋予刚才定义的材料，如图所示：

下面划分网格， 由于在孔周围的应力相对集中，我们在孔周围设置相对密集的网格，划分好的网格如下，共得到36796个节点，和22927个四面体单元。

接下来，添加两个边界条件，一个全约束，一个大小为1e4的正拉力。

左边施加全约束

右边施加均布拉力（Pressure）1e4

设置就已经全部完成了，点击求解按钮，很快就可以得到计算结果了。计算完毕后，加入一个全位移结果，和X正应力结果，并读取显示。结果如图所示：

全位移，最大值为1.55

X方向的正应力，从-3.156e4到8.843e2

X方向的正应力，孔局部位置，从-3.156e4到8.843e2

接下来我们来验证X方向正应力的结果，计算结果还是非常接近理论值的。

这个算例也保存在了WELSIM软件的安装目录中，用户可以直接打开名为VM_WELSIM_002B.wsdb的文件来进行计算，并验证。