桁架結構的有限元分析

1、 聯軸器結構的分析一、問題描述圖1所示為一聯軸器，其截面尺寸如下圖所示。試建立該聯軸器的三維實體模型, 并對其進行結構靜力分析。其他已知參數如下：彈性模量（也稱楊式模量）E= 2.06e11 ;泊松比u=0.3 ；材料密度t二7800kg/m3 ；重力加速度g= 9.8m/ s2 ；要求解在一定的工作平面上施加一定的面載荷后，該聯軸器的應力應變及變形情況。四、實訓步驟（一）在三維軟件下建立實體模型本實例采用solidworks軟件進行實體建模，以上述尺寸為標準建立模型。建模完成后效 果如圖2所示。建立完成后保存為xt格式，以便后序ansys分析。帖 DmXpert 和如局-甘精：叭. 館B臨

2、上逗也?&忌凸6=瓏曲 噹 Sfe-KfrS-9耐応祕3皿走紳 曲炮朗Q 9KI-KPM加五ff?圖 2 solidworks 模型（二）單元類型、幾何特性及材料特性定義圖3單元類型1 定義單元類型。點擊主菜單中的PreprocessorElement Type Add/Edit/Delete ，彈出對話框，點擊對話框中的“Add”按鈕，又彈出一對話框（圖 3），選中該對話框中的“Solid ”和“ 10node 45”選項，點擊“ 0K”，關閉圖2對話框，返回至上一級對話框，此時，對話框中出現剛才選中的單元類型：Tet 10Node 92，如圖3所示。點擊“ Close”，關閉圖3所示對話框

3、。2.定義材料特性。點擊主菜單中的“ PreprocessorMaterial Props Material Models ”彈出窗口如圖4所示，逐級雙擊右框中Structural Linear Elastic Isotropic ”前圖標，彈出 下一級對話框，在“彈性模量” （ EX ）文本框中輸入：2.06e11,在“泊松比” （PRXY） 文本框中輸入：0.3，如圖5所示，圖4材料特性對話框圖5材料的彈性模量和泊松比點擊“OK”按鈕，回到上一級對話框，然后，雙擊右框中的“Den sity ”選項，在彈出對話框的“ DENS ”一欄中輸入材料密度：7800,點擊“ OK”按鈕關閉對話框。最

4、后，點 擊圖4所示窗口右上角“關閉”該窗口。（三）聯軸器三維實體模型導入 ansys1啟動ansys12.0,選擇file-import彈出如圖6所示菜單。在該對話框中選擇在solidworks中建立好并保存好的零件3，點擊ok。零件就被導入到 ansys中了，如圖6所示。ANSY5 Ccnnecton for ParasglidFie NameDrectoties:0KANSYSCancel/FACETStyle of area and volume plotsNormal Faceting圖8選擇實體視圖OKApplyCancelbstFlesDiType:Diwes:IPal Fierj

5、r j |壬撤卷麗戚r Alow Defeahjnng陽S亦二r畫品圖6導入菜單圖7導入后效果圖2.導入后為圖6所示的線框圖，要想變?yōu)閷嶓w圖，還要進行如下操作：utility menu-plotctrls-style-solid model facts 如圖 8 所示。在通過 utility menu-plot-replot 重新現實視 圖。如圖9圖9實體模型（四）網絡劃分1 設定單元大小。點擊主菜單中的PreprocessorMeshingMeshTool ” ,彈出對話框如圖10所示。在line域一欄點擊Set按鈕，選擇定義單元劃分的線。選擇大圓軸孔圓周線。單擊ok。2. Ansys會提示

6、劃分線控制的信息，在No.of element division文本框中輸入 10,10劃分控制線網單擊ok3.在對話框中，選擇 Mesh域中的olums，單擊pick all。劃分完成后如圖 11圖11劃分網格圖（五）施加載荷1 .施加位移約束。點擊主菜單的PreprecessorLoadsDefi neLoadsApplyStructuaralDisplacemengtOnlines ”，彈出面選擇對話框，點擊該聯軸器下端面的所有邊線。彈出對話框如圖示，選擇右上列表框中的“All DOF ”，并點擊“ OK按鈕，即可完成對左端面的位移約束，相當于梁的固定端。同理，對聯軸器的右端面進行固定端

7、約束。Element Size on Picked Lines2.施加分布力(Fy)載荷。 加載荷。點擊主菜單中的PreprocessorLoadsDefi neLoadsApplyStructuralpressure On areas ”。 選擇小軸孔內圓周面和小軸孔的圓臺，單擊ok,如圖12。 然后打開 apply pres on areas 對話框，在load pres valuer文本框輸入 1e6單擊ok，如圖13。 用同樣的方法在大軸孔臺上和鍵槽的一側加分別大小1e7和1e5壓力載荷。EZZMDdSAIMSYSHIX IS 2013LS!S7eI12（六）求解點擊主菜單中的Solu

8、tio n SolveCurre nt LS，在彈出對話框中點擊“ OK按鈕,開始進行分析求解。分析完成后，又彈出一信息窗口提示用戶已完成求解，點擊“Close按鈕關閉對話框即可。如圖13所示。生的STATUS3omman（窗口，點擊“ FileClose 關閉即可。（七）分析結果瀏覽1.查看變形從主菜單 main menu : gen eralpostproc-plotresult-c on tour plot -no dal solu命令，打開 con tour no dal solutio n data對話框，如圖14。圖14等值線現實節(jié)點數據對話框在 item to be con to

9、ured 域中選擇 dof soluti on選項。在 X-Component ofdispacement 選項 選擇 Deformed shape with undeformed edge單選按鈕。15。單擊ok在圖形窗口中顯示出變形圖，包含變形前的輪廓線，如圖圖15x方向位移(6)用同樣的方法查看 y方向的位移，如圖16.HC-DAi SOLUTIOWAN3TEP=1IwaY IS 2-013SUE me 二圖16y方向位移(7)用同樣的方法查看 z方向的位移，如圖17.HODAL SOLUTIONANMAY 0133TEF1 3UB =1 TTME.=1 3XR3S=aIJVGF730E

10、*07J r Irjj45EH-?-3圖17 z方向位移2查看應力從主菜單 main menu : gen eralpostproc-plotresult-c on tour plot -no dal solu命令，打開 con tour nodal solution data對話框，如圖 14。 在 item to be con toured域中選擇 stress 選項。 在列表中選擇 X-Compo nen t of stress選項。選擇 Deformed shapeonly 單選按鈕。 單擊ok在圖形窗口中顯示出應力圖，如圖18AN3TEF=13UE -1二二丑二19;QB 793X(ATO)圖18 X方向應力同樣的方