ANSYSWorkbench結(jié)構(gòu)線性靜力學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司工程仿真結(jié)算方案： ANSYS Workbench 培訓(xùn)張勝倫 博士 西安交通大學(xué)西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司結(jié)構(gòu)線性靜力分析結(jié)構(gòu)線性靜力分析西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司線性靜力學(xué)分析的基本假設(shè)結(jié)構(gòu)材料連續(xù)均勻各向同性線性非線性靜態(tài)動(dòng)態(tài)對(duì)于纖維結(jié)構(gòu)材料、粒子強(qiáng)化材料等各向異性非均勻材料要特別注意、特別處理。1、材料的變形范圍在彈性范圍，且材料的變形量較小，方便建立靜力學(xué)方程；2、對(duì)于塑性變形或大變形，必須考慮材料非線性和幾何非線性。西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司六個(gè)基本假設(shè)：1、連續(xù)性假設(shè)

2、2、均勻性假設(shè)3、各向同性假設(shè)4、彈性假設(shè)5、小變形假設(shè)6、緩慢加載過程西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司1、連續(xù)性假設(shè)： 可變形固體視為連續(xù)密實(shí)的物體，即組成固體的質(zhì)點(diǎn)無空隙的充滿整個(gè)空間； 固體內(nèi)部任何一點(diǎn)的力學(xué)性能都是連續(xù)的，且變形前后物體上的質(zhì)點(diǎn)是一一對(duì)應(yīng)的； 構(gòu)件變形時(shí)材料既不相互分離，也不相互擠入，時(shí)刻滿足變形協(xié)調(diào)條件。西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司2、均勻性性假設(shè)： 可變行固體是由同一類型的均勻材料構(gòu)成； 各部分的物理性質(zhì)都相同，且不因坐標(biāo)的變化而變化。3、各向同性假設(shè)： 可變性固體內(nèi)部任意一點(diǎn)在各個(gè)方向上都具有相同的物理性能，彈性常數(shù)不變。西安嘉

3、業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司4、彈性假設(shè)： 應(yīng)力應(yīng)變存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系； 應(yīng)力不超過屈服應(yīng)力點(diǎn)； 載荷卸載后結(jié)構(gòu)可恢復(fù)到原來的狀態(tài)，不產(chǎn)生殘余應(yīng)力和參與應(yīng)變。5、小變形假設(shè)： 在載荷作用下的變形，遠(yuǎn)小于其自身的幾何尺寸； 結(jié)構(gòu)變形的撓度遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)的截面尺寸。西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司6、緩慢加載過程： 載荷的施加和卸載過程足夠慢； 不引起結(jié)構(gòu)的動(dòng)響應(yīng)； 滿足內(nèi)外力平衡方程。西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司工程數(shù)據(jù)材料添加常規(guī)材料常規(guī)非線性材料顯性材料超彈性材料磁性B-H曲線熱力學(xué)材料流體材料復(fù)合材料鋁合金混凝土銅合金灰口鑄鐵鎂合金聚乙烯各向異性

4、的硅不銹鋼結(jié)構(gòu)鋼鈦合金西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西

5、安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司謝謝關(guān)注西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)1、鎂鈦合金-泡沫夾層復(fù)合板的有限元強(qiáng)度計(jì)算與結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析2、設(shè)備架強(qiáng)度計(jì)算與優(yōu)化設(shè)計(jì)基本材料力學(xué)知識(shí)西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司作業(yè)1 問題描述：如右圖模型（桿-無圓角；桿-有圓角），其材料為鋁合金，模型大端固定，小端分別承受拉伸、彎曲載荷各200N，扭轉(zhuǎn)載荷2Nm。 要求：運(yùn)用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分方法，階梯和圓角處網(wǎng)格細(xì)化

6、；求解結(jié)果顯示模型的整體變形和等效應(yīng)力。 截圖：材料添加，網(wǎng)格劃分效果，受拉伸載荷的變形、應(yīng)力，受彎曲載荷的變形、應(yīng)力，受扭轉(zhuǎn)載荷的變形、應(yīng)力。共15張截圖。西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司作業(yè)2 問題描述：如右圖模型（軸承座），其材料為鑄鐵，模型四個(gè)小孔固定，軸承孔上施加軸承載荷1000N。 要求：運(yùn)用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分方法，四個(gè)小孔和軸承孔處網(wǎng)格細(xì)化（或者運(yùn)用映射網(wǎng)格劃分方法）；求解結(jié)果顯示模型的整體變形和等效應(yīng)力。 截圖：材料添加，網(wǎng)格劃分效果，結(jié)果的變形、應(yīng)力以及變形和應(yīng)力的等值線圖。共6張截圖。西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司作業(yè)3 問題描述：如右圖模型（

7、連接件），其材料為不銹鋼，模型兩個(gè)小孔固定，一個(gè)大孔上施加軸承載荷500N，另一個(gè)大孔上施加力載荷800N，且耳內(nèi)側(cè)受靜水壓力5MPa。 要求：運(yùn)用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分方法，兩個(gè)小孔和兩個(gè)大孔處網(wǎng)格細(xì)化（或者運(yùn)用多區(qū)域網(wǎng)格劃分方法）；求解結(jié)果顯示模型的整體變形和等效應(yīng)力。 截圖：材料添加，網(wǎng)格劃分效果，結(jié)果的變形、應(yīng)力以及變形和應(yīng)力的矢量顯示圖。共6張截圖。靜水壓力西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司作業(yè)4 問題描述：如右圖模型（支撐座-3-垂直），其材料為鈦合金，模型外圈用圓柱面約束且軸向和徑向?yàn)?，周向?yàn)閒ree；模型內(nèi)圈施加徑向軸承載荷800N；模型端面施加壓力載荷6MPa。 要求

8、：運(yùn)用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分方法，網(wǎng)格大小均勻一致在筋板厚度方向至少劃分11個(gè)節(jié)點(diǎn)（或者運(yùn)用掃略網(wǎng)格劃分方法）；求解結(jié)果顯示模型的整體變形和等效應(yīng)力。 截圖：材料添加，網(wǎng)格劃分效果，結(jié)果的整體變形、等效應(yīng)力以及徑向變形和應(yīng)力的網(wǎng)格顯示圖。共6張截圖。西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司作業(yè)5 問題描述：如右圖模型（支撐座-4-切向），其材料為銅合金，模型受如圖所示方向的314rad/s的角加速度慣性載荷；模型內(nèi)圈用圓柱面約束且軸向?yàn)?，徑向和周向?yàn)閒ree；模型外圈施加徑向軸承載荷1000N。 要求：運(yùn)用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分方法，網(wǎng)格大小均勻一致在筋板厚度方向至少劃分11個(gè)節(jié)點(diǎn)（或者運(yùn)用refi

9、neing網(wǎng)格劃分方法）；求解結(jié)果顯示模型的整體變形和等效應(yīng)力。 截圖：材料添加，網(wǎng)格劃分效果，結(jié)果的整體變形、等效應(yīng)力以及徑向變形和應(yīng)力的網(wǎng)格顯示圖、矢量線時(shí)圖、等值線圖。共8張截圖。西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司作業(yè)6 問題描述：如右圖模型（螺旋槳），其材料為聚乙烯，模型如圖所示方向的1000rad/s的角加速度慣性載荷；模型內(nèi)圈用圓柱面約束且軸向?yàn)?，徑向和周向?yàn)閒ree；螺旋槳面施加壓力載荷0.5MPa。 要求：運(yùn)用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分方法，網(wǎng)格大小均勻一致不得少于60萬個(gè)節(jié)點(diǎn)（或者運(yùn)用膨脹層網(wǎng)格劃分方法）；求解結(jié)果顯示模型的整體變形和等效應(yīng)力。 截圖：材料添加，網(wǎng)格劃分效

10、果，結(jié)果的整體變形、等效應(yīng)力以及徑向變形和應(yīng)力的網(wǎng)格顯示圖、矢量線時(shí)圖、等值線圖。共8張截圖。西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司作業(yè)7 問題描述：如右圖模型（叉壁），其材料為鋁合金，孔1用圓柱面約束，徑向、軸向位移均0，其周向free；孔2受x方向的力為200N，受z方向的力為100N；孔3約束為僅有壓縮。 要求：運(yùn)用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分方法，各個(gè)孔處細(xì)化，兩叉壁分叉處細(xì)化（運(yùn)用虛擬球影響的網(wǎng)格劃分方法）；求解結(jié)果顯示模型的整體變形和等效應(yīng)力。 截圖：材料添加，網(wǎng)格劃分效果，結(jié)果的整體變形、等效應(yīng)力以及徑向變形和應(yīng)力的網(wǎng)格顯示圖、矢量線時(shí)圖、等值線圖。共8張截圖。123西安嘉業(yè)航空科技有限公司西安嘉業(yè)航空科技有限公司作業(yè)8 問題描述：螺栓的預(yù)緊力，分三個(gè)加載步，第一步