ANSYS報告支座零件建模及結(jié)構(gòu)靜力模擬分析

《材料成形過程數(shù)值模擬》題目:支座零件建模及結(jié)構(gòu)靜力模擬分析報告、問題描述23D用^圖上圖為需要建立的模型的3Ｄ示意圖,底座為３6Ｘ70的矩形，四個角均為半徑為7的倒角,同時底座上還有四個半徑為４?的通孔,底座上的主體是一個空心圓柱體，圓柱體高為44,內(nèi)徑為１0外徑為１7,有一個凸臺，凸臺上有一個半徑為 ６的通孔，同時在空心圓柱體兩側(cè)還有肋板。使用材Q232０６０00Mpa,7840kg/Ｍ3,23５Ｍps。固定底面不的載荷。二、問題分析選用自頂向下建模的方式。先做一個矩形塊為底板,然后對底板的四個角進(jìn)行倒角,然后在底板上建立四個圓柱體，用底板減去圓柱通孔。建立中心的大圓柱體,然后再建立一個半徑為10?的小圓柱體，用底板加上大圓柱體減去半徑小的圓柱體形成空心圓柱體。然后建立肋板，并減去空心圓柱體中心的部分肋板，修整肋板。建立凸臺，變換坐標(biāo)系,建立一個圓柱體在凸臺上,然后減去這個圓柱體達(dá)到打孔的目的，最后將全部模型進(jìn)行合并操作。建模完成后劃分有限單元格并設(shè)置單元尺寸，輸入鋼材的參數(shù)，確定約束條件，在模型上方施加50Mpa的載荷，通過軟件對受力情況進(jìn)行分析模擬并保存示意圖。三、模擬計算過程自上向下建模：1. 定義工作文件名和工作標(biāo)題1）定義工作文件名：File|ChangＪob nａme輸入文件名稱2)?定義工作工作標(biāo)題：File|Cｈａnge 3) 重新顯示：Ｐl(wèi)ｏt | Reｐｌot2. 顯示工作平面１）顯示工作平面:WorkＰl(wèi)ane｜2）關(guān)閉三角坐標(biāo)符號：PlｏtCtrlsDｉｓpｌayWorkingPｌａnｅ|Wｉndｏw coｎｔroｌs|WinｄowOptions|Locaｔｉonoftriad|Notｓｈｏwｎ3)顯示工作平面移動和旋轉(zhuǎn)工具欄:WｏrkPｌa ne｜Oｆfset WP by Incｒｅmｅnts,把角度reeｓ調(diào)整到然后通過旋轉(zhuǎn)X，Y,Z軸來建立，Ｘ軸在前,丫軸在右,Z軸在上的右手坐標(biāo)系。生成支座底板１）生成矩形塊：Preｐroｃｅssor ｜Ｍodeｌｉng|Cｒｅate｜Vｏluｍes|Blocｋ｜ＢyＤimensionｓ，ＶOＬＵMES

MAYII2019１6348TYPEMJＭ個相交的平面，回車確定,在曲面半徑輸入rＡＲEA:

７,回車＇重復(fù)四次。幅調(diào)201 ６0520160５22支座底板倒角操作１)面倒角:Prepｒoceｓsｏr | Ｍodeling| Ｃreate｜Arｅａs｜ＡreａFｉlｌ，然后用鼠標(biāo)選擇兩eｔ2) 體用倒角面分開：Ｐｒeproｃｅssor|Modeｌing|Operａt(yī)ｅ|Boｏｌｅans |Divide|Voｌumesbｙarea ?先選中整個矩形塊,回車確認(rèn)，在依次選中四個倒角面，確認(rèn)。沖可UｓWAYII２019"TYPENUM

MAY112０１9１８DＯ：19確認(rèn),刪除支座底板的4個角。ARＥAＳTYPENUＭ>01605２2?支座底板打孔操作1）生成第1個圓柱體：Ｐrｅpｒｏｃeｓsor｜Modｅling|Creaｔe|Volumes|Ｃylinder|SｏlｉdCylｉnｄｅｒ輸入ＷPX=7WPY=420,OK２)生成第2個圓柱體:Pｒeprｏｃeｓsor|Modelinｇ|Creａt(yī)e|Ｖoｌuｍes|Cyｌinder|ＳolidCylinder輸入ＷPX＝2９WPY＝７420，OK3）生成第3個圓柱體:Prｅproｃessor｜Moｄeling｜rｅate|Volumeｓ|Cylｉndｅr|SｏlidCylindｅr輸入ＷPX＝29WPY=63半徑4，高度20，OK4)生成第４個圓柱體：Preprocessoｒ|Mｏdｅlinｇ|Crｅate｜Volumes|Ｃyliｎder｜ＳoliｄCyｌｉnｄer輸入WPX=7WPＹ=64,20,OK５)體相減操作:Ｐreｐｒｏcesｓoｒ|Moｄｅling|Oｐerａt(yī)e| Bｏoleaｎｓ｜Subtｒaｃt ｜lumes先選擇被減的基體，OKVＯLUＭESTYPEＮUM MAＹ12201９

OＫVOLUMESTYPＥNUM MAY1219：:2０16０522 2０1６05226-生成中間的圓柱體1 ）生成第1個圓柱體:Prｅprocessor｜Moｄelｉng｜Cｒeate｜Voｌｕmｅs| Ｃyｌindｅr|SｏｌidCylｉｎdｅr輸入WPX=18WPY=35半徑17,高度4４，OK。ＣylinderWX=１8WPY=310,高度60，ＯK３)?體相減操作：Preprocｅｓsｏr |Ｍodeｌing|Ｏperａt(yī)e|Boｏleaｎs|Suｂｔｒact | ｅs先選中被減的支座底板和半徑為

17的圓柱體，OＫ再選擇要減去半徑為10?的圓柱體,OＫ?VOLＵMEＳ

--SYS143３5

VCLIＭＥS

＾ｒi2201&U.Ｗ272016052２ ２０1６05227.生成肋板１)生成矩形塊:Prｅprocessor|Modelｉng｜Ｃｒeate| Ｖｏlumeｓ|Bｌock |By Dimenｓions,然后分別輸入14.5,21.５;０, 70;10,３9。筋板用半徑為17 的圓柱面分開:Ｐreprｏcessｏr |Mｏdｅling| Opｅrate |Ｂooｌeanｓ|DivｉdeIＶolumesbｙａrea ，先選擇矩形塊,OK再選擇大圓柱的外表面，OK體刪除操作:Ｐreprocessoｒ| Mｏｄeｌiｎg | Dｅlete|VolumeａｎdBeｌoｗ選擇半徑為17的圓柱面所包圍的那部分筋板,?OＫ。ＶOLUMESTYPENUM MAY１2１914：

ＶOLUMEＳTＹPENM

Miｌ"Y1214:２523２01605２２ ２０１605221)由關(guān)鍵點(diǎn)生成面:Preprｏcessｏr｜Mｏdｅlｉnｇ｜Create ｜Areaｓ| Aｒbｉtraｒｙ|選擇確定平面的四個點(diǎn)２）用面分解體：Preｐrｏｃessor ｜Ｍodeliｎg｜Operatｅ|Bｏoleans|Diｖide｜Voluｍesbyarea,先選擇兩邊的肋板,OＫ再選在分開他們的兩個面,OK3）刪除體操作：Preｐroｃesｓor|Modeｌi ng|Delete ｜VｏｌumeandＢeloｗ,選中要刪除的塊體積hUJMAY12201915２2:0２VＯLUMESTYPEＮ?

WＡY1２2019

VOLUＭESTＹPＥ1５：19:５１|Vｏlumｅsbyarea,先選擇要被分開的矩形塊， OK。再選擇大圓柱外表面,OＫ。３) ９分

Preｐrocｅssor｜Mｏdeｌiｎg｜eleｔｅ｜VolumｅaｎｄBelow ,選擇要刪除的部VＯLUMEＳTＹPEＮUM

WＡY

VOLUＭESTＹPEN "Y12201９１５：37351 ）生成矢巨形塊：Ｐrｅｐｒoceｓsor |Mｏdeｌing｜Creａｔe｜Volumes|Ｂloｃk| ByDimeｎsioｎｓ，然后分別輸入18, ４0;24,46; 0，３8。2016０522 2０16０５２２2)凸臺用半徑為1 o.

1７的圓柱面分開:Prepｒocｅsｓor| Ｍodeling| Ｏperate|Bｏoleans｜Diｖide在凸臺上建立空心圓柱1) 平移工作平面:ＷｏrkPlane|Ｏffset WＰｂyIncreｍents，在上部的框中輸入４0, 35,2６。2)?旋轉(zhuǎn)ZX工作平面：ＷｏrkPlanｅ| Ｏfｆset WPby Ｉｎcremeｎｔs,?在下部的框中輸入0, -９0。３)?生成空心圓柱體:Prｅｐroｃｅｓsor|Mｏdelｉng|Creatｅ|Volｕmeｓ|Cylinder|sｏlidＣylｉnｄer輸入WPX=Q WPY=0 半徑6,高度22,OＫ。4）?體相減操作:Ｐrepｒocessor|Modelｉng| Opｅratｅ｜Bｏｏleans|Subｔraｃt| 先選中凸臺+空心圓柱,ＯK。在選中要減去的半徑為6的圓柱體,OＫ。VOＬＵMES

ＭAY１2２０

VＯＬＵMEＳ

——ANSY５1FＭY122019161０TYPENＵM

１916：

８:5９201252２5 )合并所有體積：Preprｏcessｏｒ| Modeｌing｜Operatｅ|Ｂｏoleａns |Aｄｄ｜６）關(guān)閉工作平面:Wｏrkplane |ＤisplayWｏrkiｎgPｌanｅ7)?保存實(shí)體模型數(shù)據(jù)。）選擇單元類型:Prｅｐｒocesｓｏr｜EｌｅmeｎtTypｅ|Add／Ｅdit／Dｅletｅ單擊Add”按鈕彈出單元類型庫”對話框,選擇Solｉｄ”中的Brｉck8node 185”選項(xiàng)單擊ＯKＣLOSE2）設(shè)置單元尺寸命令：Preｐｒocｅssoｒ|Ｍeshｉng｜ＳｉzｅCｔrls｜MａｎuａlSｉｚe|Gloｂe| ｓizｅ輸入1”，單擊ＯK?生成有限元網(wǎng)格Prｅpｒocessor| Meｓhing | Ｍeｓh｜Vｏlumes|Free在彈出的拾取框中，單擊ＰＩCK AＬＬ保存有限元模型數(shù)據(jù)1ELＥMＥＮ

ANSYＳＭ9.Ｉ

MAY1220191６:５9:03２0１605２2輸入數(shù)據(jù)1）Preprｏcｅsｓor｜Matｅｒiａl

Proｐs|Mａt(yī)eｒiaｌ Models，輸入彈性模量２.06e５和泊松比0.３，OK３)Prｅprocessor； Mａt(yī)erｉalProps |MatｅriａｌModeｌs，點(diǎn)擊Strucｔural|Denｓity ,輸入密度7.84e-6 ,ＯK。建立約束面Pｒeprocessor ｜Loads|AnaｌｙｓisTｙｐe |NeｗAｎａ ‘選擇Staticlysi,Prｅproceｓsｏr |Loads｜ＤｅfineLｏａdｓ|Appｌy：Ｓtrｕctural| Dｉspｌａcｅme nｔ|ＯnＡrｅas,卜．底面和四個鉆 選中孔。u．,建立壓力面師15 ．結(jié)果圖Solution|Solｖe|CurrentLＳ，ＯK四、模擬結(jié)果分析1X軸位移:NODAＬN(yùn)

ANSYS

M9JＳTＥＰ－1SＵＢ-１ＴＩME-1UX(AVG）RSＹＳ-0DMX-.011391SMN-.001９５SMX-.０0１948

MＡY１420１92２：5８：３120160522

１6

-.001053 －65ＯＥ０3

3

２

.00１94８大,不做深入考慮。底板平移幾乎為零。２.丫軸位移：NODALSOＬUTIONSTEＰ=1SUB＝１ＴIMＥ＝1UＹ(AVＧ)ＲSYS=ODＭＸSMＮ＝-.01０23９SMＸ=.２34E-04

ｍK．jMＡY142０1922:５8：4６-.０10239

-．0０７９ －.０05６78

-.001１１7２01605223.Z

-.0090９9

58 -.０0６818 ８

9７

.234E０４1NＯＤAＬSOLUＴIONSTEP=1ＳUB=1ＴＩME=１UZ(AVＧ)RSＹS=0DMX=.01１391SＭN=-.0０4992SMX=.００148８

MＡY142０1９：：-．0０4992-．0０３5５２-.00２11２-.６7２Ｅ-03.768Ｅ-03－．00４2７２-．０－．0０1.482E04.00148２０1605２2 ８NOＤALＳOLUTIＯNＳTEP＝１SUB=1TIME=1UＳUＭRSYS=ODMＸ=.Ｏ1139１ＳMX９１

MAY14２01923:０4：52

—ANSYS0 .０025310１0125.?00７594.?00506３.?．00１2６6011391.?00８86．?0０6328．?00３７97．?2016052２模型關(guān)于凸臺的豎直中分線在大圓柱左右兩邊產(chǎn)生對稱的位移,方向?qū)τ谀Ｐ拖喾?但大小不大,不做深入考慮。底板平移幾乎為零。丫軸應(yīng)力：20160５22ＮＯDALＳOLUTＩOＮSTEP＝1ＳＵB=１ＴＩMＥ=１SY(AVＧ）ＲSYＳ=0DMXＳMN＝-107.811SＭX=10．２81

AＮＳV５Llｙ.2MAY１４201９由圖中-10

1.５85.３2－?-．031

孔處,受較大-15.９6１7 -2.84３９軸應(yīng)力,出現(xiàn)了應(yīng)力集中的現(xiàn)象,可考慮加-9４．6899６8.4472-?

-42.20４５

10.28１固處理或使用高強(qiáng)度材料。其它地方受力較為平均。等效應(yīng)力:ＮOＤALSOLＵTＩＯN

ＡNｓｒｓSTEP＝1 MAY1４20１ＳUＢ=1 9TIME＝1 : ：SEQＶ(AVＧ)DMX=．0１13９１SMＸ=99.837４.. HＭI0.. HＭI0１1．09３2２．1８6144.3722?6６.5582 88．７４43３３.27915５．４65２? ７７．65１３２0160522由圖中可見，最大等效應(yīng)力為99.8３７<trA—=^= 15６.67 (安全系數(shù)取1.5)，所以零件ｎ1.5屬于彈性狀態(tài),可安全使用。但零件接縫處和小圓柱型通孔處,受等效應(yīng)力較大，出現(xiàn)了應(yīng)力集中的現(xiàn)象并呈左右對稱，可考慮加固處理或使用高強(qiáng)度材料。其它地方受力較為平均。X軸應(yīng)變:２01605221NOＤＡＬＳOLUＴIONSＴEＰ=1ＳUＢ=１TＩＭE=１ＲSＹS=０DＭX＝.0113９１SMN=－.187Ｅ-03ＳMX＝.269E－03

ＡNSＹＳ人MAＹ142０1923:05：55－.187E-03 －.860E-04 .1５5E-04 ．1１7E－038. -.13７E-０３ －.353Ｅ-04 ．662E-04

.２69Ｅ-031ＮODALSOLUTＩONSTEP=１SUB=1TIＭE=1EPＥLY(AVG)ＲSYS＝0DMX=.01１391ＳMN=?.4７2E?0３SMX=.3９3E-04

MAY14２0１９?２３:06:１3-.３５9E-０３ －．2４ -．１31Ｅ-03-.４16Ｅ- 5E-03 -.１８8E-03 -.744E－02０1６0522９Z變:1ＮOＤAＬSOＬUTIOＮSTEP=1SUＢ＝1TＩＭE=1EＰ