Ansys受力分析(三維托架實(shí)體受力分析)Word版

1、三維托架實(shí)體受力分析ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電磁場(chǎng)、聲場(chǎng)和耦合場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國(guó)ANSYS公司開(kāi)發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如PRO/E、UG、I-DEAS、CADDS及AutoCAD等，是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級(jí)CAD工具之一。題目：1、三維托架實(shí)體受力分析：托架頂面承受50psi的均勻分布載荷。托架通過(guò)有孔的表面固定在墻上，托架是鋼制的，彈性模量E=29106psi，泊松比v=0.3.試通過(guò)ANSYS輸出其變形圖及其托架的von Mises應(yīng)力分布。 題目1的分析。先進(jìn)行建模，此建模的難點(diǎn)在對(duì)V3的構(gòu)建

2、（既圖中的紅色部分）。要想構(gòu)建V3，首先應(yīng)將A15做出來(lái)，然后執(zhí)行Main MenuPreprocessorModelingOperateBooleansAddVolumes命令，將所有的實(shí)體合并為一個(gè)整體。建模后，就對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，實(shí)行Main MenuPreprocessorMeshingMeshTool,先對(duì)網(wǎng)格尺寸進(jìn)行編輯，選0.1，然后點(diǎn)Meshing，Pick all進(jìn)行網(wǎng)格劃分，所得結(jié)果如圖1。劃分網(wǎng)格后，就可以對(duì)模型施加約束并進(jìn)行加載求解了。施加約束時(shí)要注意，由于三維托架只是通過(guò)兩個(gè)孔進(jìn)行固定，故施加約束應(yīng)該只是針對(duì)兩孔的內(nèi)表面，執(zhí)行Main MenuSolutionDe

3、fine LoadsApplyStructrualDisplacementSymmetry B.COn Areas命令，然后拾取兩孔的內(nèi)表面，單擊OK就行了。施加約束后，就可以對(duì)實(shí)體進(jìn)行加載求解了，載荷是施加在三維托架的最頂上的表面的，加載后求解運(yùn)算，托架的變形圖如圖2。圖1、托架網(wǎng)格圖圖2輸出的是原型托架和施加載荷后托架變形圖的對(duì)比，虛線部分即為托架的原型，從圖2可看出，由于載荷的作用，托架上面板明顯變形了，變形最嚴(yán)重的就是紅色部分，這是因?yàn)槠潆x托板就遠(yuǎn)，沒(méi)有任何物體與其分擔(dān)載荷，故其較容易變形甚至折斷。這是我們?cè)趹?yīng)用托架的時(shí)候應(yīng)當(dāng)注意的。圖2、托架位移變形圖圖3為托架的應(yīng)力分布圖，由圖可看

4、出主要在兩孔處出現(xiàn)應(yīng)力集中，也就是說(shuō)這些地方所受的應(yīng)力的最大的，比較容易出現(xiàn)裂痕。我們?cè)趹?yīng)用托架的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)注意采取一些設(shè)施，以便減緩其應(yīng)力集中。特別是在施加載荷時(shí)，絕對(duì)不能夠超過(guò)托架所能承受的極限，否則必將導(dǎo)致事故的發(fā)生。文后附上建模分析時(shí)所執(zhí)行的命令流。圖3、托架應(yīng)力分布圖1.指定分析標(biāo)題1選取菜單路徑Utility Menu | File | Change Jobname，將彈出Change Jobname (修改文件名)對(duì)話框。2在Enter new jobname (輸入新文件名)文本框中輸入文字“bracket”，為本分析實(shí)例的數(shù)據(jù)庫(kù)文件名。單擊對(duì)話框中的“OK”按鈕，完成文件名的

5、修改。3選取菜單路徑Utility Menu | File | Change Title，將彈出Change Title (修改標(biāo)題)對(duì)話框。4在Enter new title (輸入新標(biāo)題)文本框中輸入文字“press analysis of bracket structure”，為本分析實(shí)例的標(biāo)題名。單擊對(duì)話框中的“OK”按鈕，完成對(duì)標(biāo)題名的指定。2.定義單元類(lèi)型1選取菜單路徑Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete，將彈出Element Types (單元類(lèi)型定義)對(duì)話框。單擊對(duì)話框中的按鈕，將彈出Library

6、ofElement Types (單元類(lèi)型庫(kù))對(duì)話框。2在左邊的滾動(dòng)框中單擊“Structural Solid”，選擇結(jié)構(gòu)殼單元類(lèi)型。在右邊的滾動(dòng)框中單擊“Quad 4node 42”,在對(duì)話框中單擊“OK”按鈕，完成對(duì)這種單元的定義。3.指定材料特性1選取菜單路徑Main Menu | Preprocessor | Material Props | Material Models，將彈出Define Material Model Behavior (材料模型定義)對(duì)話框。2依次雙擊Structural， Linear ，Elastic 和Isotropic，將彈出1 號(hào)材料的彈性模量EX 和

7、泊松比PRXY 的定義對(duì)話框。3在EX文本框中輸入2.9E7，PRXY文本框中輸入0.3。定義材料的彈性模量為2.9E6 N/m2，泊松比為0.3。單擊“OK”按鈕，關(guān)閉對(duì)話框。4在Define Material Model Behavior (材料模型定義)對(duì)話框中，選取路徑Material | Exit，完成對(duì)材料模型的定義。5單擊ANSYS10.0 的ANSYS Toolbar (工具條)上的“SAVE”按鈕，保存數(shù)據(jù)庫(kù)文件4.建立托架的有限元模型1選取路徑Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create | Volume|Block|By Dim

8、ensions，將彈出Create Block by Dimensions(根據(jù)坐標(biāo)創(chuàng)建體)對(duì)話框。在對(duì)話框輸入：X1,X2 X-coordinates：-1,1Y1,Y2 Y-coordinates：-1.5，1.5Z1, Z2 Z-coordinates：0，1/8然后單擊“APPLY”按鈕，再次在對(duì)話框輸入：X1,X2 X-coordinates：-1,1Y1,Y2 Y-coordinates：1.5，1.625Z1, Z2 Z-coordinates：0，32選取路徑Main Menu | Preprocessor | Modeling | Operate |Booleans|Add|

9、Volumes將彈出Add Volumes(體相加)對(duì)話框，在對(duì)話框單擊“PICK ALL”按鈕完成體相加操作。3在執(zhí)行顯示keypoint的操作之后，執(zhí)行顯示line的操作，選取路徑Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create |Lines|Lines|StrainghtLine將彈出Create Straight Line對(duì)話框，然后選擇關(guān)鍵點(diǎn)5、13生成L13直線，單擊“OK”按鈕完成操作。4選取路徑Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create |Area|Arbitrary|By Lines將彈出對(duì)

10、話框Create Area By Lines然后選擇直線L1,L9,L13,L20,L24,L25，單擊“OK”即可生成面A4。5選取路徑Main Menu | Preprocessor | Modeling |Operate|Extrude|Areas|Along Normal彈出對(duì)話框Extrude Area by選擇面A4單擊“OK”按鈕，將彈出另一個(gè)對(duì)話框，在Length extrusion項(xiàng)輸入“-1/8”，單擊“OK”按鈕。然后再次如前做的將所有體相加的操作。6選取路徑Main Menu | Preprocessor | Modeling |Create|Areas|Circle|

11、Solid Circle將彈出Solid Circular Area對(duì)話框，在WP x,WPy,Radius項(xiàng)分別輸入0，-0.5，0.25單擊Apply,再次輸入0，0.5，0.25然后單擊“OK”按鈕。然后選取路徑Main Menu | Preprocessor | Modeling |Operate|Extrude|Areas|Along Normal彈出對(duì)話框Extrude Area by選擇其中一個(gè)圓面單擊“Apply”按鈕，將彈出另一個(gè)對(duì)話框，在Length extrusion項(xiàng)輸入“1”，單擊“OK”按鈕。對(duì)另一個(gè)圓面做相同操作。7選取路徑Main Menu | Preproce

12、ssor | Modeling | Operate |Booleans|Subtract|Volumes將彈出Subtract Volumes(體相減)對(duì)話框，選擇兩個(gè)圓柱體所在的體，單擊“Apply”按鈕，然后選擇兩個(gè)圓柱體，單擊“OK”按鈕，完成體相減操作。5.網(wǎng)格劃分1選取路徑Main Menu | Preprocessor | Modeling|Meshing|MeshTool將彈出MeshTool對(duì)話框，單擊“Mesh”按鈕，彈出另一對(duì)話框，再次單擊“PICK ALL”按鈕完成網(wǎng)格劃分。6.施加約束，載荷并求解1選取菜單路徑Main Menu | Preprocessor | Loa

13、ds | Define Loads | Apply | Structural |Displacement | On Areas，將會(huì)彈出拾取對(duì)話框,選擇兩圓孔，單擊對(duì)話框中的“OK”按鈕。完成施加約束操作。2選取菜單路徑Main Menu | Solution | Define Loads | Apply | Structural |Pressure |On Areas將會(huì)彈出拾取對(duì)話框,選擇面A10,A19單擊“OK”按鈕，彈出另一對(duì)話框，在Load PRES value項(xiàng)輸入“50”單擊“OK”完成施加載荷操作。3選取菜單路徑Main Menu | Solution |Solve|Curr

14、ent LS彈出Solve Current Load Step對(duì)話框，單擊“OK”開(kāi)始求解，求解結(jié)束后，關(guān)閉相應(yīng)對(duì)話框。4選取菜單路徑Main Menu |General Postproc|Plot Results|Contour Plot|Nodal Solu將彈出Contour Nodal Solution Data對(duì)話框，選擇Nodal Solution|DOF Solution|Displacement vector sum將得到如位移圖(2)：5選取菜單路徑Main Menu |General Postproc|Plot Results|Contour Plot|Nodal Solu

15、將彈出Contour Nodal Solution Data對(duì)話框，選擇Nodal Solution|Stress|von Mises Stress將得到如應(yīng)力圖(3)：命令代碼/CLEAR,START/REPLOT,RESIZE /TITLE,homework/REPLOT /PLOPTS,INFO,3 /PLOPTS,LEG1,1 /PLOPTS,LEG2,1 /PLOPTS,LEG3,1 /PLOPTS,FRAME,1 /PLOPTS,TITLE,1 /PLOPTS,MINM,1 /PLOPTS,FILE,0 /PLOPTS,LOGO,1 /PLOPTS,WINS,1 /PLOPTS,W

16、P,0/PLOPTS,DATE,2 /TRIAD,OFF /REPLOT /PREP7 ET,1,SOLID45MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,2.9e7 MPDATA,PRXY,1,0.3 BLOCK,0,2,0,3,0,0.125, BLOCK,0,2,3,3.125,0,3, /USER, 1 LSTR, 13, 5 /PNUM,KP,0 /PNUM,LINE,1/PNUM,AREA,1/PNUM,VOLU,0/PNUM,NODE,0/PNUM,TABN,0/PNUM,SVAL,0/NUMBER,0 /PNUM,ELEM,0/REPLOT APLOT FLS

17、T,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,5 FITEM,2,11 AADD,P51X LPLOT FLST,2,3,4 FITEM,2,25 FITEM,2,8 FITEM,2,27 AL,P51X APLOT FLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,13 FITEM,2,-14 AADD,P51X VOFFST,15,0.125, , CYL4,1,1,0.25, , , ,0.125 CYL4,1,2,0.25, , , ,0.125 FLST,3,2,6,ORDE,2 FITEM,3,4 FITEM,3,-5 VSBV, 1,P51X FLST,2,3,6,ORDE,3

18、 FITEM,2,2 FITEM,2,-3 FITEM,2,6 VADD,P51X ESIZE,0.1,0,MSHAPE,1,3D MSHKEY,0 CM,_Y,VOLU VSEL, , , , 1 CM,_Y1,VOLU CHKMSH,VOLU CMSEL,S,_Y VMESH,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 FINISH /SOLFLST,2,4,5,ORDE,4 FITEM,2,23 FITEM,2,-24 FITEM,2,27 FITEM,2,-28 DA,P51X,SYMMFLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,10 FITEM,2,14 /GO SFA,P51X,1,PRES,50 /STATUS,SOLUSOLVE FINISH /POST1 /EFACET,1 PLNSOL, U,SUM, 1,1.0/EFACET,1 PLNSOL, U,SUM, 0,1.0 /EFACET