驗證案例 - 靜態結構分析
在圓孔上具有拉伸負載的矩形板
問題說明：具有圓孔的矩形板沿其中一個端面固定，且拉伸壓力負載施加在反面上。求出孔的圓柱曲面上之 X 方向上的最大法向應力。
參照：
J. E. Shigley, Mechanical Engineering Design, McGraw-Hill, 1st Edition, 1986, Table A-23, Figure A-23-1, pg.673
材料內容 | 幾何屬性 | 負載 |
|---|---|---|
楊氏模數 E = 1000 Pa 普松比率 ν = 0.0 | 長度 = 15 m 寬度 = 5 m 厚度 = 1 m 孔半徑 = 0.5 m | 壓力 = -100 Pa |
結果比較 - 模擬品質滑塊位於預設位置處
結果 | 目標 | Creo Simulate | Ansys Discovery Explore | Creo Simulation Live | 百分比誤差 |
|---|---|---|---|---|---|
X 軸方向上的最大法向應力 (Pa) | 312.5 | 313.272 | 319 | 312.5 | 0 |
結果比較 - 模擬品質滑塊位於最大位置處
結果 | 目標 | Creo Simulate | Ansys Discovery Explore | Creo Simulation Live | 百分比誤差 |
|---|---|---|---|---|---|
X 軸方向上的最大法向應力 (Pa) | 312.5 | 313.272 | 319.34 | 325.82 | 4.26 |
Creo Ansys Simulation 的結果比較
(孔曲面上面尺寸 = 0.15 m 的預設網格解析度，且使用曲率與接近大小函數方法)
結果 | 目標 | Ansys Discovery Refine | Creo Ansys Simulation | 百分比誤差 |
|---|---|---|---|---|
X 軸方向上的最大法向應力 (Pa) | 312.5 | 324 | 323.74 | 3.60 |
受軸向張力的階梯軸
問題說明：考慮在轉軸較小橫截面上施加 1000 psi 軸向負載的階梯軸，根據圓角半徑計算應力集中，步驟如下所示：
參照：Roark’s Formulas for Stress and Strain, Warren C. Young and Richard G. Budynas,2002
材料內容 | 幾何屬性 | 負載 |
|---|---|---|
楊氏模數 E = 2.9008e7 psi 普松比率 ν = 0.3 | D = 8 in h = 3 in r = 1 in | 壓力 = -1000 psi |
結果比較 - 模擬品質滑塊位於預設位置處
結果 | 目標 | Creo Simulate | Ansys Discovery Explore | Creo Simulation Live | 百分比誤差 |
|---|---|---|---|---|---|
Y 軸方向上的最大法向應力 (psi) | 1376 | 1422.63 | 1490 | 1479.57 | 7.53 |
Ansys Discovery Refine 與 Creo Ansys Simulation 的結果比較 (最高網格解析度)
結果 | 目標 | Ansys Discovery Refine | Creo Ansys Simulation | 百分比誤差 |
|---|---|---|---|---|
Y 軸方向上的最大法向應力 (psi) | 1376 | 1380 | 1415.48 | 2.87 |
實體桿的延長
問題說明：橫截面為方形且長度為 L 的錐度鋁合金桿懸置在天花板上。軸向負載 F 施加於桿的自由端。確定桿的最大軸向變形 d 與中間長度 (Y = L/2) 處的軸向應力 σy。
參照：C. O. Harris, Introduction to Stress Analysis, The Macmillan Co., New York, NY, 1959,pg.237, problem 4
材料內容 | 幾何屬性 | 負載 |
|---|---|---|
楊氏模數 E = 10.4e6 psi 普松比率 ν = 0.3 | L = 10 in d = 2 in | F = 10000 lbf |
結果比較 - 模擬品質滑塊位於預設位置處。
結果 | 目標 | Creo Simulate | Ansys Discovery Explore | Creo Simulation Live | 百分比誤差 |
|---|---|---|---|---|---|
Y 軸方向上的方向變形 (in) | 0.0048077 | 0.0048156 | 0.00481 | 0.00481 | 0.05 |
Y 軸方向上 L/2 處的法向應力 (psi) | 4444 | 4439.45 | 4438.16 | 4410.53 | 0.75 |
Ansys Discovery Refine 與 Creo Ansys Simulation 的結果比較 (預設網格)
結果 | 目標 | Ansys Discovery Refine | Creo Ansys Simulation | 百分比誤差 |
|---|---|---|---|---|
Y 軸方向上的方向變形 (in) | 0.0048077 | 0.0048262 | 0.0048262 | 0.38 |
Y 軸方向上 L/2 處的法向應力 (psi) | 4444 | 4424.4 | 4425.29 | 0.42 |
均勻壓力下的圓形板
問題說明：一個圓形板，在其固定邊處具有均勻分佈的壓力負載。求出板中心的最大變形。
參照：R. J. Roark, W. C. Young,Formulas for Stress and Strain, McGraw-Hill Book Co., Inc.,New York, NY, 1975, Table 24.
材料內容 | 幾何屬性 | 負載 |
|---|---|---|
楊氏模數 E = 30e6 psi 普松比率 ν = 0.3 | 直徑 = 30 in 厚度 = 0.25 in | P = 3 psi |
結果 - 模擬品質滑塊位於預設位置處
結果比較 - 模擬品質滑塊位於 RTX4000 圖形卡的最大位置
結果 | 目標 | Creo Simulate | Ansys Discovery Explore | Creo Simulation Live | 百分比誤差 |
|---|---|---|---|---|---|
板中心變形 (in) | 0.0553 | 0.0549 | 0.0552 | 0.0551 | 0.31 |
Creo Ansys Simulation 的結果比較 (最高網格解析度)
結果 | 目標 | Ansys Discovery Refine | Creo Ansys Simulation | 百分比誤差 |
|---|---|---|---|---|
板中心變形，(英吋) | 0.0553 | 0.0551 | 0.0550 | 0.47 |