有孔薄壁桿的受力分析(ANSYS建模)

1、目錄一.問題描述1二.分析步驟21.前處理部分21.1 定義工作文件名21.2 定義單元類型21.3 定義材料性能參數(shù)21.4 生成幾何模型21.5 網(wǎng)格劃分前準(zhǔn)備分割模型31.6 劃分網(wǎng)格42.求解問題52.1 選擇 PCG 迭代求解器:52.2 施加載荷52.3 求解53.后處理部分查看求解結(jié)果6三.結(jié)論7四.參考資料71題目名稱：有孔薄壁桿的受力分析（ANSYS建模）一. 問題描述1生活中有很多鋁合金制造的薄壁桿，通常用于快速安裝拆卸的簡易用品，比如鞋架、或者衣柜等。里面很多都是這樣的薄壁桿組成。三維模型如圖1所示對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析可以預(yù)測該結(jié)構(gòu)容易受損部位。 2、桿的材料一般都為鋁制

2、品，則所有參數(shù)按照鋁的規(guī)格設(shè)定。彈性模量：E=7.3E+010；泊松比：NUXY=0.33桿的尺寸：外徑：20mm；內(nèi)徑：15mm；長度：300mm；小孔直徑：10mm；3、該桿為對稱結(jié)構(gòu)可以截取一半進(jìn)行求取，這樣可以使求解簡單節(jié)省求解時(shí)間。為了簡化問題假設(shè)桿只受到上表面施加的力，設(shè)值為1000pa。二. 分析步驟1. 前處理部分1.1 定義工作文件名選擇Utility MenuFileChange Jobname 出現(xiàn)Change Jobname對話框，在/FILNAM Enter new jobname 輸入欄中輸入工作名yuanningning-10074747并將New log and

3、 error file 設(shè)置為YES，單擊OK按鈕關(guān)閉對話框1.2 定義單元類型1)選擇Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete命令，出現(xiàn)Element Type對話框，單擊Add按鈕，出現(xiàn)Library of Element types對話框。2）在Library of Element types復(fù)選框選擇Structual、Solid、Brick 8node 45,單擊Apply,繼續(xù)在復(fù)選框選擇Solid、Brick 20node 95,單擊OK按鈕關(guān)閉該對話框。1.3 定義材料性能參數(shù)1）單擊Main MenuPreprocess

4、orMaterial PropsMaterial LibraryImport library2）單擊對話框的OK.3）在Import Material Library File對話框中單擊Browse選擇文件夾v100>ansys>matlib選擇Al_a2024-T3.SI_MPL文件。4）選擇OK關(guān)閉對話框。1.4 生成幾何模型1）選擇Main MeunPreprocessorModelingCreateVolumesCylinderpartial cylinder出現(xiàn)partial cylinder 對話框2）設(shè)置各個(gè)參數(shù)WP X=0;WP Y=0 ;Rad-1=7.5;Th

5、eta-1=0;Rad-2=10;Theta-2=180;Depth=300單擊OK關(guān)閉對話框。3）選擇Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypointsKP between KPs在對話框中輸入關(guān)鍵點(diǎn)1,5（或者點(diǎn)選），單擊OK在KBETween options對話框中設(shè)置Value Type為Ratio，Value=1/3,單擊Apply后仍選擇1,5兩點(diǎn)，單擊OK設(shè)置Value=2/3，單擊OK4）選擇WorkPlaneOffset Wp To Keypoint+在對話框中輸入9，單擊OK5）選擇WorkPlaneOffset WP by incre

6、ments 把坐標(biāo)軸繞Y軸旋轉(zhuǎn)90度后，單擊OK6）選擇 Main MenuPreprocessorModelingCreateVolumesCylinderBy Dimensions設(shè)置參數(shù)如下Rad1=5；Rad2=0；Z1=-4；Z2=4；后單擊OK重復(fù)上述操作在關(guān)鍵點(diǎn)10處建一個(gè)相同的圓柱。7）選擇Main MeunPreprocessorModelingOperateBooleansSubtractVolmes選擇V1后單擊OK，再選擇V2，V3，單擊OK選擇Save_DB，將得到如下模型，因?yàn)樾】撞糠值木W(wǎng)格劃分不能用映射網(wǎng)格劃分，所以要將整個(gè)模型進(jìn)行分割。1.5 網(wǎng)格劃分前準(zhǔn)備分割

7、模型1)選擇WorkPlaneoffset Wp toKeypoints+輸入33，單擊OK2）選擇WorkPlaneOffset WP by increments 將XY平面轉(zhuǎn)到與桿的橫截面在一個(gè)平面后，單擊OK3）選擇Main MenuPreprocessorModelingoperateDivideVolu by WrkPlane在對話框中選擇pick all4）在31,35,36點(diǎn)處重復(fù)上面的操作。5）選擇WorkPlane將Display Working Plane前面的勾去掉。就將模型分為5個(gè)部分，如圖所示Save_DB1.6 劃分網(wǎng)格 1）Main MenuPreprossorM

8、eshingMesh Tool在ElementAttributes：選Global按set將Type設(shè)置為1Solid45后，按OK在SizeControl：Global按set在對話框中設(shè)置Size為5按OKShape：選Hex；選Sweeped按sweep在“Volumes sweeping”對話框中選體V1，V2，V4后按OK2）在ElementAttributes：選Global按set將Type設(shè)置為2 Solid95在SizeControl：Global按set在對話框中設(shè)置Size為1.5按OKShape：選Tet，F(xiàn)ree 按mesh在“Volumes sweeping”對話框

9、中選擇剩下的體后按OK模型劃分網(wǎng)格完畢，所得模型如圖所示Save_DB2. 求解問題 2.1 選擇 PCG 迭代求解器:Main Menu Solution Analysis Type Soln Controls打開 “Soln Options” 選項(xiàng)選擇“Pre-Condition CG”求解器, 按 OK2.2 施加載荷1）選擇Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Area在對話框中選擇模型的底面后按OK，出現(xiàn)Apply U，Rot on Ares對話框，在復(fù)選框中選擇All DOF，單擊0k2）選擇Main

10、MenuSolutionDefine LoadsApplyStructualPressureOn Areas選擇模型上表面后單擊OK3）出現(xiàn)Apply PRES on areas對話框，設(shè)置VALUE=1000單擊OK4）選擇Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructualSymmetryB.COn Areas輸入4，11，9,30,22,17,19,18按OK2.3 求解選擇Main MenuSolutionSolveCurrentLS3. 后處理部分查看求解結(jié)果1）選擇Main MenuGeneral PostprocPlot ResultContou

11、r TitleNodal Solu命令，出現(xiàn)Contour Nodal Solution Data對話框，點(diǎn)擊Stress選Z-Component單擊OK將會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力在Z方向的應(yīng)力變化情況，如下圖所示2）沿Z軸擴(kuò)展結(jié)果執(zhí)行Utility menuPlotCtrlsStyleSymmetryExpansionUserSpecified Expansion,出現(xiàn)Expansion by Value對話框。在NREPEATNo.of repetitions中輸入2，在Type Typeof expansion中選擇Polar，在PATTERNRepeatPattern中選擇AlternateSymm，在DX，DY，DZ Increments中設(shè)置DY為180，單擊OK，生成結(jié)果?？梢钥吹叫】赘浇膽?yīng)力狀態(tài)三. 結(jié)