有限元及應(yīng)用ANSYS機(jī)械閥體結(jié)構(gòu)實(shí)例

1、有限元分析及應(yīng)用有 限 元 分 析 與 應(yīng) 用大作業(yè)學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械工程 學(xué) 生： X X X 學(xué) 號: XXXXXXXXXX 指導(dǎo)教師： X X X 完成日期 ：X年X月X日（說明：為防止個(gè)人信息泄漏，給本人帶來不必要影響，部分圖片無法顯示或經(jīng)過剪輯，但對參閱者影響不大）有限元分析及應(yīng)用目 錄2.動力學(xué)作業(yè)152.1 問題描述 152.2 基于ANSYS的有限元分析過程 152.3 進(jìn)入ANSYS，導(dǎo)入幾何模型 162.4 選擇單元類型 182.5 設(shè)置材料屬性 192.6 網(wǎng)格劃分 202.7 施加約束 222.8 模態(tài)分析 242.9 求解 252.10 查看結(jié)果

2、262.11查看各階固有頻率形變結(jié)果 262.12結(jié)果分析 3015有限元分析與應(yīng)用大作業(yè)2.動力學(xué)作業(yè)：2.1 問題描述如圖所示，為某機(jī)械閥體結(jié)構(gòu)，材料參數(shù)為：彈性模量E=2E11Pa，泊松比u=0.28，密度=7800kg/m3。幾何參數(shù)文件為：fati.x_t。將下部4個(gè)螺栓孔進(jìn)行全約束。利用實(shí)體單元進(jìn)行模態(tài)分析計(jì)算；計(jì)算其前6固有頻率和振型，分析其振動特性。2.2 基于ANSYS的有限元分析過程定義工作文件名和工作標(biāo)題，進(jìn)入ANSYS。（如圖2.1）（1).打開Mechanical APDL Product Launcher 15.0（2).選擇模擬環(huán)境： Simulation Env

3、ironment：ANSYS（3).更改工作目錄：File Management Working Directory：C:UsersAdministratorDesktop123（4). 更改作業(yè)名：File Managementjob name：123（5)點(diǎn)擊Run，進(jìn)入ANSYS。圖2.1 定義工作文件名和工作標(biāo)題2.3 進(jìn)入ANSYS，導(dǎo)入幾何模型Utility Menu File ImportPARA,如圖2.2進(jìn)行操作，點(diǎn)擊OK，得到圖2.3所示圖形。顯示實(shí)體：Utility Menu PlotCtrlsStyle Solid Model Facets,得圖2.4。點(diǎn)擊OK，Uti

4、lity Menu PlotReplot，點(diǎn)擊Replot得實(shí)體圖2.5。圖2.2 導(dǎo)入模型圖2.3 模型線框顯示圖2.4 模型顯示設(shè)置圖2.5模型實(shí)體顯示2.4 選擇單元類型Main Menu PreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeleteAddStructural-Solid Brick 8 node 185，點(diǎn)擊OK，Close。如圖2.6所示。圖2.6單元類型2.5 設(shè)置材料屬性PreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralLinearElasticIsotropic 設(shè)置材料參數(shù)：彈性模量E=2E

5、11Pa，泊松比u=0.28。如圖2.7所示PreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralDensity 設(shè)置材料密度。如圖2.8所示。Toolbar: SAVE_DB圖2.7 材料屬性設(shè)置1圖2.8 料屬性設(shè)置22.6 網(wǎng)格劃分 PreprocessorMeshingMesh tool，如圖2.9所示。（1）.將智能網(wǎng)格劃分器（ Smart Sizing ）設(shè)定為 “on”（2）.將滑動碼設(shè)置為 “8” （3）.確認(rèn) MeshTool的各項(xiàng)為: Volumes, Tet, Free（4）.MESH（5）.Pick All （6）.關(guān)閉

6、MeshToolUtility Menu: PlotCtrls - Style - Size and Shape（7）.選擇 2 facets/element edge，點(diǎn)擊OK。如圖2.10所示。Toolbar: SAVE_DB圖2.9網(wǎng)格劃分1圖2.10 網(wǎng)格劃分22.7 施加約束將下部4個(gè)螺栓孔進(jìn)行全約。Main Menu: Solution - Loads-Apply - Structural-Displacement -Symmetry B.C.-On Areas + 如圖2.11所示。（1）.繪出 Areas (Utility Menu: Plot- Areas)（2）.拾取四個(gè)安

7、裝孔的8個(gè)柱面 ，如圖2.12所示。（3）.點(diǎn)擊OK 。如圖2.13所示。圖2.11 施加約束1圖2.12施加約束2圖2.13施加約束32.8 模態(tài)分析Main Menu:SolutionAnalysis TypeNew AnalysisModal，點(diǎn)擊OK。如圖2.14所示。選擇固有頻率為6。SolutionAnalysis TypeAnalysis Options，操作如圖2.15所示，點(diǎn)擊OK，彈出Bock Lnczos Mthod對話框，單擊OK.圖2.14 模態(tài)分析1圖2.15模態(tài)分析12.9 求解Main Menu: SolutionSolveCurrent LS，點(diǎn)擊彈出對話框的

8、OK命令進(jìn)行求解。如圖2.16所示。圖2.16 求解過程2.10 查看結(jié)果Main Menu: General Postproc Results Summary固有頻率，如圖2.17所示。圖2.17固有頻率列表2.11查看各階固有頻率形變結(jié)果選擇Main Menu: General PostprocRead ResultsBy Pick,點(diǎn)擊第一行Set1,點(diǎn)擊Read,Close. 如圖2.18所示。General PostprocPlot ResultContour PlotNodal Solu.DOF solution Displacement Vector Sum。重復(fù)以上操作，得到從第一階到第六階的模態(tài)振型圖。如圖2.19-2.24所示。圖2.18選擇第1階頻率圖2.19 第一階的模態(tài)振型圖圖2.20 第二階的模態(tài)振型圖圖2.21 第三階的模態(tài)振型圖圖2.22 第四