一起啃书/平面应力
任何物体均占有一定的三维空间，在载荷的作用下，物体内产生的应力、应变和位移均是三向的，表现为X、Y、Z三个坐标的函数，即空间弹性力学。但是有些构件自身具有一定的特点，在一些特殊的载荷作用下，空间问题即可简化为平面问题。例如，平面应力Plane Stress、平面应变Plane Strain、轴对称Axisymmetric等。在WB Mechanical内的Geometry的细节菜单内，可以在2D Behavior里进行对应设置。
平面应力（Plane Stress默认）：假设在Z方向上应力为0，但是应变不为0，可以在Thickness里输入厚度。
平面应变（Plain Strain）：假设Z方向上没有应变，在热分析中不能使用。
轴对称（Axisymmetric）：假设3D模型及其载荷可以由一个2D截面围绕Y轴旋转而形成，且对称轴必须和全局Y轴保持一致，2D截面必须在XY面内，且X不允许为负值。
- 平面应力即只在平面内有应力，与该面垂直方向的应力可忽略，如薄板拉压问题。
- 草绘基准一定要选择XY平面，否则不能定义为平面应力模型。
- Pressure施加在表面，方向通常与表面的法向一致；正值代表压缩，负值代表拉伸。
- Force可以施加在表面或边缘，如果一个力施加到两个同样的表面上，每个表面将承受这个力的一半，Force与Pressure的转化：Force=Pressure X Area，本例Pressure为10MPa，面积为30 mmX Imm，可得Force为300N。当模型取一半时，Force也要变为一半，而Pressure则不变，和全模型一致。
- Force与Pressure的主要区别：载荷作用下，结构发生变形，Pressure载荷始终垂直在作用表面；而Force载荷则始终与初始方向一致，方向不随结构变形而改变。所以结构在小变形时，这两种载荷计算结果相差无几：在大变形时，这两种载荷计算结果相差较大。
- 由等效应力云图可以看到，在圆孔局部区域，应力急剧增加；在远离圆孔处，应力就迅速降低而趋于均匀。这种结构件因外形突变而引起的局部应力急剧增大现象称为应力集中，应力集中是工程应用领域中最常见的问题之一，是指模型在某一个区域内应力梯度较大，随着网格加密，应力值趋向稳定并接近真实应力值。
- Frictionless Support即为施加法向约束，例如，座椅搁置在地面，即采用Frictionless Support；同时，因为对称边界等同于法向约束，所以对于对称边界条件也可以用Frictionless Support。
- Nodal Force的细节菜单内有Divide Load by Nodes选项，如果选Yes，为保证与前例计算结果一致，此时Nodal Force只能输入150N；如果选No，就只能输入150/31N。因为默认的X Component输入的载荷数值不能为分数，为保证输入值的准确，点击X Component输入栏最右边出现下拉箭头，选择Function（函数），即可输入150/31N的分数形式。
- Symmetry细节菜单中：Num Repeat表示对称的份数（包含本身一份）；Type分为Cartesian（矩形对称，类似于直角坐标系）、Polar（圆周对称，类似于圆周坐标系）和2D Axisymmetric（轴对称）；Method分为Full和Half（并不是完全与一半的意思，Full类似于复制，Half类似于镜像）；下面数值依据类型不同而不同，数值概念对应对称距离，本例基于圆周对称，间距为90°。对称正确设置后，点击Mesh，可以看到整体效果。（2020R2版本对称细节菜单要通过Tools—Options—Appearance—✔Beta options才能显示）
- 针对一个带孔方板的平面应力模型，采用三种方式进行分析，其中第一种采用全模型处理，两侧加平衡力：第二种采用常用的l/4模型，对称边界采用Frictionless Support或Modal Displacement；第三种依然采用1/4模型，只不过用Symmetry进行前处理，边界条件采用Displacement。对比可知，第一种方法必须依靠WB提供的弱弹簧功能，该弹簧的刚度很小，一般只有单元最大弹性模量的百万分之一，不会对应力和变形计算造成实质的影响。读者可以在后处理中插入Probe（探针）→Force Reaction（反力），在Boundary Condition（边界条件）处选择Weak Springs，得到弱弹簧的反力只有10^-11N，非常微小。但是这种操作与一般的有限元书籍介绍大相径庭，不推荐初学者采用；第二种方法采用常用的模型处理方法，但是不能显示全模型的结果；第三种可以看到全模型的效果，但是Symmetry设置较为麻烦。三者的计算精度相差无几。
