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文檔簡介
5.1結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析中的單元ANSYS中結(jié)構(gòu)靜力分析用來分析由于穩(wěn)態(tài)外載荷引起的系統(tǒng)或部件的位移、應(yīng)變、應(yīng)力和力。穩(wěn)態(tài)外載荷包括穩(wěn)定的慣性力(如重力、旋轉(zhuǎn)件所受的離心力)和能夠等效為靜載荷的隨時間變化的載荷。這種分析類型有很廣泛的應(yīng)用,如確定確定結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中程度,預(yù)測結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力等。類別形狀和特性單元類型1.桿普通LINK1,LINK8雙線性LINK102.梁普通BEAM3,BEAM4截面漸變BEAM54,BEAM44塑性BEAM23,BEAM24考慮剪切變形BEAM188,BEAM189類別形狀和特性單元類型3.管普通PIPE16,PIPE17,PIPE18浸入PIPE59塑性PIPE20,PIPE604.二維實體三角形PLANE2四邊形PLANE42,PLANE82,PLANE182超彈性單元HYPER84,HYPER56,HYPER74粘彈性VISCO88大應(yīng)變VISO106,VISO108諧單元PLANE83,PLANE25P單元PLANE145,PLANE146類別形狀和特性單元類型5.三維實體塊SOLID45,SOLID95,SOLID73,SOLID185四面體SOLID92,SOLID72層SOLID46各向異性SOLID64,SOLID65超彈性單元HYPER86,HYPER58,HYPER158粘彈性VISO89大應(yīng)變VISO107P單元SOLID147,SOLID1486.殼四邊形SHELL93,SHELL63,SHELL41,SHELL43,SHELL181軸對稱SHELL51,SHELL61層SHELL91,SHELL99剪切板SHELL28P單元SHELL150類別形狀和特性單元類型7.接觸單元面-面TARGET169,TARGET170,SURF171,SURF172,SURF173點-面SURF174點-點CONTAC48,CONTAC49剛性表面CONTAC12,CONTAC52,CONTAC268.專業(yè)單元彈簧COMBIN14,COMBIN39,COMBIN40質(zhì)量MASS21控制單元COMBIN37表面效應(yīng)單元SURF19,SURF22,SURF153,SURF154鉸COMBIN7線性激發(fā)器LINK11矩陣MATRIX27,MATRIX50類別形狀和特性單元類型9.耦合場聲學(xué)TARGET169,TARGET170,SURF171,SURF172,SURF173壓電熱-應(yīng)力SURF174磁-結(jié)構(gòu)CONTAC48,CONTAC49流體-結(jié)構(gòu)CONTAC12,CONTAC52,CONTAC265.2結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析的類型靜力分析線性靜力分析非線性靜力分析非線性靜力分析允許有大變形、蠕變、應(yīng)力剛化、接觸單元、超彈性單元等。線性靜力分析根據(jù)結(jié)構(gòu)特征和所受外載荷的形式通常歸結(jié)為如下幾個問題:平面問題、軸對稱問題、周期對稱問題、三維問題等。5.2.1平面問題平面問題平面應(yīng)變平面應(yīng)力特點:物體沿某坐標軸(如Z軸)的尺寸遠大于其它兩個坐標軸的尺寸;垂直于Z軸各截面的形狀和尺寸均相同;所有外力與Z軸垂直且不隨Z坐標變化;物體的約束條件不隨Z坐標而變化。在這種情況下,可以認為物體沿Z軸方向各截面沒有z向位移,而沿x和y向的位移對各截面均相同(與z坐標無關(guān)),各截面內(nèi)將產(chǎn)生平面應(yīng)變。
任何機械零部件,一般說來都是空間結(jié)構(gòu)。但是在某些條件下,它們可以簡化為平面問題來處理。平面問題包括平面應(yīng)變問題和平面應(yīng)力問題兩類。特點:物體沿某坐標軸(如Z軸)的尺寸遠小于其它兩個坐標軸的尺寸;外力沿周邊作用且與XY平面平行,且體積力也垂直于z軸;由于物體在z方向厚度很小,故外載的表面力和體積力都可看成是沿z向不變化的。約束條件在XY平面內(nèi)。在這種情況下,可以認為物體沿Z軸方向無應(yīng)力,所有應(yīng)力都發(fā)生在XY平面內(nèi)。5.2.2軸對稱結(jié)構(gòu)問題與周期對稱結(jié)構(gòu)問題軸對稱結(jié)構(gòu)問題周期對稱結(jié)構(gòu)問題特點:(1)結(jié)構(gòu)為回轉(zhuǎn)體(截面繞它的回轉(zhuǎn)中心軸旋轉(zhuǎn)而形成);(2)載荷關(guān)于軸心線對稱。
ANSYS軟件中提供了專門的分析方法對這類問題進行求解,與普通方法相比可以節(jié)約大量的人力和計算機資源,大大提高求解問題的效率。特點:如果結(jié)構(gòu)繞其軸旋轉(zhuǎn)一個角度,結(jié)構(gòu)(包括材料常數(shù))與旋轉(zhuǎn)前完全相同,則將這種結(jié)構(gòu)稱為周期對稱結(jié)構(gòu)(循環(huán)對稱結(jié)構(gòu))。符合這一條件的最小旋轉(zhuǎn)角5.3桿系結(jié)構(gòu)分析實例問題描述:圖5-1所示為一平面桁架,長度L=0.1m,各桿橫截面面積均為A=110-4m2
,力P=2000N,計算各桿的軸向力Fa、軸向應(yīng)力σa。圖5-1平面桁架[實例1]平面桁架分析桿軸向力Fa/N軸向應(yīng)力σa/MPa①1000100②1000100③-1414.2-141.4④00⑤-1414.2-141.4思考:根據(jù)靜力平衡條件,很容易計算出軸向力Fa、軸向應(yīng)力σa,如表5-1所示。表5-1各桿的軸向力和軸向應(yīng)力求解步驟:⑴創(chuàng)建單元類型選擇StructusralBeam類的2Delastic3。⑵定義實常數(shù)定義AREA=1E-4。⑶定義材料特性輸入Ex=2e11,PRXY=0.3。⑷創(chuàng)建節(jié)點GUI:MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Nodes→InActivecs在NODE文本框中依次輸入節(jié)點1、2、3、4的X、Y、Z坐標節(jié)點1:0,0,0;節(jié)點2:0.1,0,0;節(jié)點3:0.2,0,0;節(jié)點4:0.1,0.1,0;⑸顯示節(jié)點號、單元號GUI:UtilityMenu→PlotCtrls→Numbering。在彈出的“PlotNumberingControls”對話框,將節(jié)點號和單元號打開。⑹創(chuàng)建單元GUI:MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→EleMents→AutoNumbered→ThruNodes。彈出拾取窗口,拾取節(jié)點1和2,單擊拾取窗口的“Apply”按鈕,于是在節(jié)點1和2之間創(chuàng)建了一個單元。重復(fù)以上過程,在節(jié)點2和3、1和4、3和4間分別創(chuàng)建單元,建模圖形如左圖5-2所示。圖5-2桁架建模圖⑺施加約束GUI:MainMenu→Solution→DefineLoades→Apply→Structural→Displacement→OnNode。彈出拾取窗口,拾取節(jié)點1,單擊ok按鈕,在彈出的對話框列表中選擇“UX、UY”,單擊Apply按鈕。再次彈出拾取窗口,拾取節(jié)點3,單擊ok按鈕,在彈出的對話框列表中選擇“UY”,單擊ok按鈕,完成對模型的約束施加。⑻施加載荷GUI:MainMenu→Solution→DefineLoades→Apply→Structural→Force/Moment→OnNodes。彈出拾取窗口,拾取節(jié)點4,單擊ok按鈕,在對話框中選擇Lab為“FY”,在VALUE文本框中輸入-2000,單擊ok按鈕。⑼求解GUI:MainMenu→Solution→Solv→CurrentLS。單擊“SolutionCurrentLoadStep”對話框ok按鈕。出現(xiàn)“solutionisdone!”提示時,求解結(jié)束,即可查看求解結(jié)果。結(jié)果顯示:⑴定義單元列表GUI:MainMenu→GeneralPostroc→ElementTable→DefineTable。彈出“ElementTableData”對話框,單擊Add按鈕,在Lab文本框中輸入FA,在“Item,Comp”兩個列表中分別選擇“Bysequn-encenum”、“SMISC”,在右側(cè)列表下方文本框輸入SMISC,1,單擊Apply按鈕,于是定義了單元表FA,該單元列表保存了各單元的軸向力;在Lab文本框中輸入SA,在“Item,Comp”兩個列表中分別選擇“Bysequnencenum”、“Ls”,在右側(cè)列表下方文本框輸入LS,1,單擊ok按鈕,于是定義了單元表SA,該單元列表保存了各單元的軸向應(yīng)力。⑵列表單元表數(shù)據(jù)GUI:MainMenu→GeneralPostroc→ElementTable→ListElemTable。在彈出的對話框的列表中選擇FA、SA,單擊ok按鈕,即顯示出求解結(jié)果。與表5-1對照,二者完全一致。5.4梁結(jié)構(gòu)分析實例[實例1]簡支梁載荷工況組合實例圖5-3簡支梁問題描述及解析解:圖5-3(a)所示為一圓截面簡支梁,跨度L=1m,圓截面直徑D=30mm,作用在梁上的集中力為P=1000N,作用點距支座A距a=0.2m,已知彈性模量E=2e11.由材料力學(xué)知識可得:梁截面的慣性距為最大撓度思路妻分析:當進行蓋線性分陪析時,役簡支梁執(zhí)的應(yīng)力煮、應(yīng)變鐮和變形飽等于如垮圖5-喜3(b)、跌(c)所示販兩個簡嶺支梁的覽結(jié)果疊特加。如藍圖5-宣3(b)所示的王簡支梁中結(jié)構(gòu)和浩載荷均慣對稱于遣梁的中撈點O,故應(yīng)滔力、應(yīng)非變和變放形也對取稱于梁碌的中點O,進行驢有限元住分析時桌,可簡絮化為如四圖5-濕4(猜a)所示的融模型。饅如圖5-腥3(鎮(zhèn)c)所示督的簡支紋梁結(jié)構(gòu)竭、載荷秋反對稱擁,故應(yīng)岡力、應(yīng)榨變和變沙形也反玻對稱于零梁的中發(fā)點O,因惱此可嫂簡化屑為如賽圖5-3(b)所示旨的模型爬。對如其圖5-4(b)、同(c)所鐘示的悄模型股進行釀有限妻元分芹析,融將結(jié)野果分林別進昨行相驗加和佛相減販,即慨可分繞別得處到如拴圖?沉所示中的簡進支梁雙中點權(quán)左、叮右兩集半部現(xiàn)分的罰結(jié)果浴。圖5-包3簡支梁圖5-4簡支皮梁的沸簡化科模型⑴創(chuàng)建單餃元類型選擇St充ru若ct唇us歷ra晃l拜Be頑am類的2D事e測la弊st言ic鹿3單元淹。⑵右定義嘉實常角數(shù)定義AR塞EA匠=7礙.0慢69跟e-筍4、IZ初Z=惱3.散97勝6e振-8、HEI忽GHT臣=0.統(tǒng)03。⑶蛙定義粒材料算特性輸入Ex態(tài)=2峰e1瘋1(彈御性模群量)殼,PR塘XY婆=0偏.3(泊松耗比)。⑷創(chuàng)題建關(guān)鍵慎點GU呢I:Ma寫in剛Me煤nu私→P紫re傅pr把oc旁es歇so火r→即Mo清de錦li溉ng屑→C她re舒at枯→K血ey羊po偽in用ts→I壓n批Ac怪ti思ve島c續(xù)s。在彈出傍對話框曾的NPT文本框頁中輸入1,在“X、Y、Z”文本框以中分別輸入0,0,0.單擊App遍ly按鈕林;在NP允T文本框循中輸入2,“X、Y、Z”文本養(yǎng)框中紐奉分別頁輸入0.脖5,0,0.單擊ok按鈕.求解逆步驟平:⑸顯示只關(guān)鍵少點號GUI:Uti蠻lit絹yM株enu沫→Pl葬otC墊trl彎s→N耽umb宵eri魔ng。在彈出國的對話針框中,迎將關(guān)鍵匯點號打默開,單煎擊ok按鈕。⑹視創(chuàng)建商直線GU丟I:Mai襯nMe橫nu→遇Pre桿pro雖ces相sor規(guī)→Mo蒼del撐ing魚→Cr陣eat描e→L墓ine貴s→Lin詳es→爺Str絲式aig子ht費Lin捉e彈出拾溪取窗口廣,拾取亮關(guān)鍵點1和2,單擊ok按鈕手。⑺哀創(chuàng)建父硬點GUI植:Ma貝inM酒enu撐→Pr三epr者oce崗sso招r→M肆ode贈lin田g→C茫rea凝te→誕Key棉poi銅nts冊→Ha懲rd洽PT莫On屬lin纏e→寫Har返dP機Tb茫yr頂ati賺o。彈出拾屬取窗口霸,拾取絡(luò)直線,蛇單擊ok按鈕,餅在文本踩框中輸孤入0.凝4,單孕擊ok按鈕士。(為了惕施加集落中載荷鬼,作用豬點處創(chuàng)憲建了一昏個硬點礦,該硬華點屬于噴直線)⑻劃分奸單元GU延I:Ma取in參M攤en侵u→陳Pr譜ep當ro丸ce寺ss燦or定→M留es搜hi蟻ng云→M蛋es球hT罩oo稠l。彈出Me囑sh哭To科ol對話框長,單擊“Si潔ze廳C尸on育tr率ol經(jīng)s”區(qū)域恢中的“Li巾ne”后的se喂t按鈕杠,彈牢出拾浩取窗具口,靠拾取珠直線梁,單近擊ok按鈕,在NDI叨V文本框權(quán)中輸入50,單擊Mes邁h按鈕綿,彈態(tài)出拾招取窗餓口,拾取忌直線招,單礙擊ok按鈕。⑼顯央示點、均線、單搬元GUI:Uti逢lit遭y→P凱lot術(shù)→Mu謎lti只-Pl省ots。⑽施午加載荷⒈施加潮第一個味載荷步①施育加第一刑個載荷客步的位喊移載荷GUI咱:Ma忌inM框enu敗→So弟lut和ion晌→De踢fin陣eLo攻ads肌→Ap好ply貫→St位ruc秋tur搏al→拿Dis煉pla牧cem缸ent墻→On竟Ke牢ypo街int。對關(guān)唇鍵點1加載UX、UY方向彼的載王荷,邊關(guān)鍵黎點2加載UX、RO丸TZ方向的栗載荷。(注掌意:約禿束關(guān)鍵頃點2的轉(zhuǎn)植動自云由度烈,相凍當于翻在該胖處時巾加一伙個彎互矩)②著施加走第一地個載霧荷步定的力紐奉載荷GU袖I:專Ma嘉in疤Me羊nu勤→S洽ol慚ut林io徑n→網(wǎng)De擴fi瓜ne械Lo蛙ad亦s→姓Ap另pl繞y→St映ruc鴉tur想al→稈For蛋ce/棄Mom希ent柱→On姑Ke暢yop全int年s。彈出匠拾取汪窗口棉,拾伍取關(guān)孤鍵點3,單擊ok按鈕考,選鵝擇Lab為FY賓,在VA猛LU題E文本框莫中輸入-50儀0,單擊ok按鈕稍。③轎寫第腦一個晌載荷念步文欲件GUI:Mai虧nMe圣nu→掀Gen彎era廣lP賤ost進pro券c→L裳oad汗Ca駁se→戴Rea衫dL頌oad珠Ca紐奉se。在LCN昆O文本框后中輸入1,單貢擊ok按鈕章。④刪睬除位移獅載荷GU裂I:Mai剖nMe綱nu→役Sol扯uti但on→腹Def莖ine國Lo延ads脖→De癥let俯e→St晃ru總ct共ur毯al韻→D惕is姥pl搭ac購em參en秧t→爭On肆K塞ey貿(mào)po惠in槽t。彈出拾做取窗口困,拾取集關(guān)鍵點2,單慣擊ok按鈕侵,彈什出一獅個對繁話框豈,然催后單違擊ok按鈕便。⒉施加第震二個載惡荷步①施撐加第二榴個載荷忘步的位斑移載荷GUI惑:Ma搬inM速enu撒→So挺lut駐ion容→De來fin葬eLo平ads找→Ap浪ply→St眨ruc光tur隱al→敗Dis棉pla鄙cem瞇ent航→On封Ke盲ypo脊int。對關(guān)沿鍵點2加載UX、UY方向割的載發(fā)荷。②寫逆第二個謀載荷步危文件GUI:Mai霧nMe幸nu→嶺Sol究uti肉on→掏Loa寺dS狹tep瞎Op洋ts→賊Wri內(nèi)te仗LS削Fil熱e.在LS債NU板M文本慈框中銅輸入2,單按擊ok按鈕雕。⑾脾求解GU矮I:Ma季in悶M淺en擴u→逮S外ol臨ut跡io索n→村So懂lv副e→瞎Fr大om界L笑S慕Fi關(guān)le護s。在LS龜MI丹N文本刑框中齡輸入1,在LS糧MA冰X文本框疑中輸入2,在LS行IN籮C文本村框中勵輸入1,單擊ok按鈕琴,出蓬現(xiàn)“sol喂uti湖on利is誰don便e!”提示時皮時,求兩解結(jié)束樸,即可勵查看求董解結(jié)果再。結(jié)果顯濕示:⑴創(chuàng)女建載荷躲工況GU竹I:Mai貫nMe炊nu→批Gen承era任lP料ost政pro野c→L辛oad填Ca星se→悶Cre竿ate為Lo部ad脆Cas宵e。單擊ok按鈕年,在LC舟NO文本框書中輸入1,在LST膨EP文本框桐中輸入1,單霉擊Ap炊pl蛇y按鈕,辣再次單材擊ok按鈕,邊再在LCN墨O文本歇框中神輸入2,在LS丸TE籃P文本尾框中喜輸入2,單稻擊ok按鈕。愧于是,刷創(chuàng)建了倚兩個載麻荷工況沸。其中灣,載荷透工況1對應(yīng)抵著載銅荷步1,載荷枯工況2對應(yīng)著螺載荷步2。⑵怨將載虧荷工眨況1讀入壟內(nèi)存GUI:Mai里nMe艦nu→分Gen塑era貝lP以ost校pro探c→L遞oad象Ca令se→幻玉Rea翻dL基oad鞏Ca翁se。在LCN賠O文本框殺中輸入1,單勻擊ok按鈕。⑶對載柜荷工酬況進宜行加溝運算GU惑I:Ma笨in斬Me繩nu遭→G妄en妥er均al圣P闊os狐tp寒ro萄c→口Lo餅ad晉C沒as略e→徐Ad豈d。在LC灘AS轉(zhuǎn)E1文本框請中輸入2,單塌擊ok按鈕。⑷查至看結(jié)果帳,顯示院變形GUI:Mai比nMe潛nu→網(wǎng)Gen掠era續(xù)lP友ost五pro擴c→P控lot墾Re克sul昏ts→相Def奪orm民ed恩Sha箏pe。在彈蠻出的悄對話須框中包,選毀中De逃f妥Sh羨ap底e煉on逃ly,單擊ok按鈕。老即得到堪簡支梁鈔左半部寬分的結(jié)景果。⑸火寫載濁荷工況議組合到闖結(jié)果文電件GUI:Ma猴in哪Me恩nu妖→G和en溪er盡al圾P范os鼠tp遍ro飽c→避Wr籮it饅e弦Re裕su少lt杏s。在彈萍出的嘗對話勸框的LS男TE禾P文本框極中輸入99召99,單統(tǒng)擊ok按鈕挑。⑹析查看夸簡支藝梁有退半部份分的爛結(jié)果重復(fù)群以上農(nóng)⑵-吉⑷的過叫程,異在步駐驟⑶骨中,醫(yī)拾取界菜單Mai堅nMe畜nu→Ge烘ne充ra嚼l仁Po及st疊pr候oc朋→L孩oa糧d功Ca練se量→S青ub猴tr芒ac意t,對鹿載荷奏工況紛進行鍛減運牌算,揉可得覆到簡鑒支梁艇右半吊部分仙的結(jié)崇果。啦(注欠意:撕與簡謊支梁粥的實塵際情島況呈荒對稱犁關(guān)系搬)。5.5平面斬問題限分析鎮(zhèn)實例問題妨描述唯:圖5-荷2所示為錘一厚壁饒圓筒,羞其內(nèi)徑r1=轉(zhuǎn)50m決m,外徑r2歇=1搏00席mm邪,作用在偷內(nèi)孔上秤的壓力p=港10驗MP引a,無軸向滴壓描力,軸漠向長度夫視為無沫窮。要蘇求計算貧后壁圓洲筒的徑箏向應(yīng)力σr和切向奶應(yīng)力σt沿半收徑r方向承的分將布。圖5-嶄2厚壁澇圓筒萄問題[實例1]厚壁圓石筒問題思路:根據(jù)材虎料力學(xué)忠的知識攤,σr、σt沿r方向獵的分登布的悄解析宵解為:根據(jù)訂對稱候性,炕可取冊圓筒拴的四娘分之銷一并物施加漆垂直撇于對哪稱面車的約趴束進閑行分麥析。(5代-1停)求解步伶驟:⑴創(chuàng)建單訪元類型選擇Str柱uct嗽usr詞al旁Sol成id類的8n掙od妙e之18夏3單元。嫩單擊opt斜ion慮s按鈕,聲選擇K3為Pla佳ne果str聚ain垂(平面切應(yīng)變需)。⑵噸定義丸材料觀特性輸入Ex=桿2e1電1(彈性揚模量)賣,PR盆XY羞=0瓶.3(泊松周比)。⑶創(chuàng)建爛實體?;⑿虶U灣I:Ma遍in覺M棵en裕u→喬Pr盛ep糕ro姐ce全ss袋or旁→M肆od象el聞in蔽g→證Cr架ea獸te建→A爭re放as→Ci胸rcl橋e→興By觀Dim例ens豎ion說s。在RAD農(nóng)1、RA苗D2、TH底ET突A2文本醬框中井分別含輸入0.1、0.香05和90,單節(jié)擊ok按鈕鄉(xiāng)豐。⑷劃分冶單元GU勢I:Ma或in怎M海en拿u→射Pr休ep穗ro糕ce丙ss竄or謊→M罰es圈hi酒ng住→M巧es躍hT丑oo矮l。彈出Me閣sh待To袍ol對話蛾框,途單擊“Siz獨eC誕ont雹rol依s”區(qū)域象中的“Li漢ne”后的set按鈕,凈彈出拾兆取窗口租,拾取掃面的任送意直線眼邊,單努擊ok按鈕雪,在NDI除V文本帳框中弄輸入6,單嬌擊Ap遺pl先y按鈕遺,再厘次彈寶出拾披取窗驚口,賊拾取溝面的屑任意進圓弧籍邊,誓單擊ok按鈕,揪在NDI涼V文本砍框中疾輸入8,單擊OK按鈕。遍在Me東sh區(qū)域杰,選晶擇單蔬元形希狀Qu疲ad(四邊帖形),域選擇劃劣分單元釋的方法齡為Map庸ped(映射胖)。單插擊Mes風(fēng)h按鈕,務(wù)彈出拾省取窗口僑,單擊ok按鈕滿。⑸施灰加約束GUI:Mai恒nM咳enu訂→So茄lut掛ion徑→De恒fin史eL枝oad溫s→A默ppl壞y→St耽ru禍ct工ur撲al穗→表Di漿sp弄la疼ce封me榆nt職→O幣n涼Li島ne貝s。彈出拾晉取窗口協(xié),拾取藥水平直濫線邊,張單擊ok按鈕,賴在列表雨中選擇UY,單林擊App頃ly按鈕,泰再次彈刑出拾取買窗口,傭拾取面倦的垂直節(jié)直線邊拜,單擊ok按鈕范,在級列表返中選沙擇UX,單薯擊ok按鈕。⑹施加問載荷GU椅I:Ma肺in壺Me毒nu網(wǎng)→S貍ol六ut確io散n→四De古fi泡ne嶄Lo罷ad裳s→桂Ap聚pl慮y→面St累ru誼ct賞ur客al掉→P尼re外ss闖ur猛e→On訪Li程nes。彈出拾湊取窗口乳,拾取纏面的內(nèi)千側(cè)圓弧懲邊(較治短的一恨條圓弧聰),單圖擊ok按鈕裂,在VA墳LU戶E文本珠框中罰輸入10久e6,單扶擊ok按鈕。⑺訪求解GU耽I:Mai螺nM木enu畜→S釋olu雪tio者n→S它olv慈e→C鐵urr砍ent漁LS。單擊“Sol場uti貓on輪Cur型ren呀tL餐oad喜St幟ep”對話框ok按鈕慮。出焰現(xiàn)“sol堤uti堡on陷is妨don陸e!”提示原時,渠求解伯結(jié)束細,即謙可查詠看求們解結(jié)填果。結(jié)果顯遵示:⑴顯第示節(jié)點GU潑I:Ut奧il喝it粥y京Me跡nu勇→P痕lo滔t→脾No烏de欄s。⑵定玻義路徑GU寒I:Ma欣in頁Me波nu社→G蝴en弓er元al趣Po析st啦pr乓oc乓→P盾at檔hO監(jiān)pe豆ra幅ti鍋on臉s→Def催ine麥Pa韻th→額By蓬Nod搞es。彈出拾恒取窗口奸,由內(nèi)馬向外依近次拾取浙與X軸平富行的警水平癥直線漢邊上筆的所稈有節(jié)咸點,吸單擊ok按鈕,械在Na東me文本框嘴中輸入p1,單逮擊ok按鈕刪。⑶將揮數(shù)據(jù)映領(lǐng)射到路魄徑上GUI:Mai化nM漁enu東→Ge派ner播al校Pos須tpr奔oc→完P(guān)at睛hO運per收ati汁ons西→Map裁on添to纖Pat今h。在Lab文本循框中戲輸入SR,在“Ite最m,C栗omp”兩個列盯表中分挪別選擇“St吸re耗ss”、“X-d課ire憶cti座on請SX”,單擊App始ly按鈕,漲在La體b文本框攏中輸入ST,在“It奮em柏,C勤om糟p”兩個列繩表中分扒別選擇“Str怕ess”、“X-拘di妻r(nóng)e磚ct澤io蠅n瓦SX”,單擊ok按鈕秘。(注:右該路徑港上各節(jié)陶點X、Y放上的泊應(yīng)力即過徑向應(yīng)逢力σr和切質(zhì)向應(yīng)幟力σt)⑷作濾路徑圖GU果I:Ma犬in觀M堤en撒u→撿Ge盟ne剃ra制l鮮Po掌st樂pr其oc香→P夢at卸h壩Op奪er印at儀io氣ns野→Pl兵ot及P佩at主h佩It躺em訴→O帽n福Gr版ap換h。在彈出剛的對話各框中的右列表中貴選擇SR、ST,單全擊ok按鈕。話即可顯襖示徑向脂應(yīng)力σr和切醒向應(yīng)謹力σt隨半徑歇的分布逆情況。5.矮6空間曾問題甚實例班分析[實例1]各種瓣坐標就系下嬌的扭迎轉(zhuǎn)問羞題設(shè)等償直圓區(qū)軸的桂圓截材面直登徑D=5犯0mm,長度L=1協(xié)20m散m,作棒用在扶圓軸挪兩端址上的島轉(zhuǎn)矩Mn鳳=1拐.5103N·M怎,求圓柱其的最大紗剪切應(yīng)康力和轉(zhuǎn)豪角。問題描通述及解魄析解:由材貫料力絮學(xué)知銷識可連得:圓截面自對圓心黃的極慣周性矩為圓截面梅的抗扭換截面模怕量為圓截滲面上標任意刑一點退的剪就應(yīng)力巡壽與該絹點半列徑成貸正比圾,在凝圓截戀面的婚邊緣侍上有獸最大靈值等直圓答軸距離幣為0.儀09蜜m的兩慣截面伐間的韻相對爆轉(zhuǎn)角求解步榮驟:⑴創(chuàng)觸建單元服類型選擇St脊ru產(chǎn)ct孔us童ra鏡l嘩So錯li徒d類的Qua帶d4肯nod凍e4覽2和Br仆ic虎k充8n散od置e例45單元。⑵定掌義材料原特性輸入Ex=蠟2e1脆1(彈性紗模量)土,PRX暖Y=0已.3(泊松序比)蔑。⑶創(chuàng)睛建矩銅形面GU或I:Ma綢in特Me便nu賢→P情re饅pr練oc常es麥so丹r→琴Mo冤de企li田ng壇→C滔re申at寨→A豪re石as動→By垮D內(nèi)im撲en夫si既on翁s。在X1、X2文本框團中輸入0,0.0摸25;在Y1、Y2文本犯框中岔輸入0,0.倚12撕.⑷劃分恢單元GUI:Mai引nM城enu洞→Pr堡epr獵oce基sso做r→M槍esh嘗ing浩→Me彼shT考ool彈出Me覽sh杰To丈ol對話框賺,單擊“Si歸ze揀C健on準tr汽ol塘s”區(qū)域中解的“Lin吃e”后的se摸t按鈕遺,彈專出拾遣取窗端口,訂拾取妄矩形譜面的捎任一旬短邊縱,單責(zé)擊ok按鈕予,在ND鞏IV文本閉框中泉輸入4,單擊App商ly按鈕亡,再度次彈梅出拾箱取窗堡口,比拾取擇矩形廈面的聞任一川長邊狂,再沾次彈雷出單礦元尺界寸對告話框爛,在NDI奧V文本框要中輸入8,單擊ok按鈕施。在Mes察h區(qū)域乳,選味擇單痰元形炊狀Qu灰ad(四邊汪形),拔選擇劃趴分單元弓的方法籍為Map盒ped,單景擊Mes設(shè)h按鈕,賽彈出拾周取窗口約,拾取峰面,單躁擊ok按鈕菜。⑸芹設(shè)定身擠出渠選項GU雖I:Mai輪nMe鈔nu→棟Pre揉pro目ces余sor歷→Mo敞del攀ing歪→Op湯era鉗te→濁Ext削rud妖e→E悄le杏m葵Ex蒸t多op陰ts。在VAL阻1文本涉框中牙輸入3(擠患出段肆數(shù))朋,選離定ACL丈EAR為Ye某s(清除朵矩形面夜上的單待元),忽單擊ok按鈕。⑹由鏡面旋轉(zhuǎn)弄擠出體GUI:Ma虜in餓Me室nu熄→P錯re慌pr誕oc譯es貿(mào)so杜r→廳Mo葛de糟li滲ng浮→O借pe只ra掀te聽→E喇xt圓ru甩de→A與re獵as逐→A健bo螞ut叛A喘xi乏s彈出拾孩取窗口盤,拾取算矩形面醋,單擊ok按鈕;黑再次彈居出拾取渠窗口,勤拾取矩姓形面在Y軸上礙兩個繭關(guān)鍵雖點,牛單擊ok按鈕規(guī);在議隨后爽出現(xiàn)鴿的對煉話框次中的ARC文本幸框中陷輸入360,單擊ok按鈕。⑺顯悲示單元GUI:Uti州lit芝yM鑄enu鴉→Pl猶ot→環(huán)Ele分men灰ts。⑻欺改變爐視點GUI:Ut督il敢it溜y嗽Me逢nu結(jié)→P竿lo縫tC障tr玻ls萍→P普an腰z穿oo許m劑Ro猜at身e。在彈耗出的酸對話未框中降,依兔次單肯擊IS雹O、Fit按鈕懶。⑼旋轉(zhuǎn)演工作晚平面GU鉆I:Uti妥lit傍yM除enu燥→Wo年rkP續(xù)lan旬e→O撓ffs奔et燦WP歲By黨Inc犯rem論ent。在XY、YZ、ZX泄A釣ng掌le籌s文本框臂中輸入0,90,單擊ok按鈕邀。到⑽衡創(chuàng)建塘局部蛋坐標斬系GU鉗I:Ut譯il鳥it音y伙Me徐nu劑→L娛oc謎al至C瓣oo氣rd多in厘at燒e則Sy瞧st棗em斜→C廢re垃at股e偷Lo畝ca散lC手S→另At膜W初P皮Or漆ig葛in。在KCN文本框矮中輸入11,選與擇KC段S為Cy擴li零nd超ri現(xiàn)ca真l竿1,單擊ok按鈕。獻即創(chuàng)建貼了一個品代號為11、類襖型為銷圓柱據(jù)坐標盟系的箭局部世坐標城系,呈并激捎活其詢成為充當前呀坐標晃系。⑾選夕中圓柱喊面上的夜所有節(jié)匯點GUI:Ut晌il柔it油y采Me緩nu修→S拌le僅ct瞎→E掘nt筒it毯y。在彈出府的對話柔框的下易拉列表給框、文匹本框、癢單選按逗鈕中依辯次選擇惹或輸入No廳de浩s、By坡Loc富ati狼on、XC虧oor行din腔ate廢s、0.0評25、Fr慎om在F續(xù)ul說l,單五擊App包ly按鈕。⑿旋轉(zhuǎn)節(jié)唱點坐標童系到當寺前坐標河系GUI:Ma奇in握Me聞nu嗚→P曠re詢pr貞oc段es修so肚r→批Mo害de斑li扎ng今→M幅ov燭e/培Mo橋di池fy躺→R相oa鮮te刷N妹od碼e彼CS模→T喜o罰Ac態(tài)ti鋸ve值C咐S。彈出樓拾取窗剝口,單究擊Pic疤kA鐘ll按鈕披。⒀戲施加漲約束GU預(yù)I:Mai冊nMe素nu→樓Sol品uti脫on→鋸Def滋ine陡Loa態(tài)ds→壁App計ly→拜Str嬌uct錢ura分l→D恒isp銅lac拉eme磁nt→非On逼Nod購es。彈出接拾取叢窗口仔,選惜擇Pi烤ck營A爬ll按鈕幫。在編彈出趟的對并話框丸中的La益b2列表卷框中昏選擇UX,單ok按鈕前。⒁選襯中圓柱會面上最史上端的家所有節(jié)扮點GUI:Ut抵il獸it耀y據(jù)Me鞠nu銅→S提le慶ct百→E計nt罪it嫂y。在彈渴出的郊對話俯框的夾下拉腹列表剛框、茅文本鐮框、君單選恭按鈕遍中依綱次選魂擇或猾輸入No稿de毅s、By派L桃oc扮at稠io幅n、ZC丈oor輔din脖ate嘗s、-0.順12、Re剖se充le畫ct,單戀擊App棚ly按鈕起。⒂施加載寺荷GU相I:Ma稱in刺Me王nu板→S待ol鳥ut拳io駱n→蘭De朋fi傻ne謠Lo羅ad叛s→偵Ap縱pl宋y→椒St陷ru腥ct質(zhì)ur攜al貸→F億or君ce柱/M法om航en丑t→踩On初N槐od酒es。彈出盲拾取匹窗口楚,單復(fù)擊Pic著kA仆ll按鈕還。在夾彈出曉的對券話框踐中的La盾b下拉豆列表降框中盯選擇FY,在VAL反UE文本框柜中輸入500喪0,單擊ok按鈕。嘆這樣在炮結(jié)構(gòu)上援一共施獵加了12個大小罰為50該00羞N的集蹤蝶中力勒,它糕們對義圓心宋的力戒矩和檢為150騙0N.偉m⒃選擇愧所有GUI:Ut窩il敲it丸y貓Me舍nu僑→S性le陷ct油→E員ve負ry纏th堵in界g。⒄顯與示體GUI:Uti蜜lit津yM擠enu縮慧→Pl上ot→疼Vol缸ume異s。⒅死施加飾約束GUI:Mai犬nMe第nu→赤Sol獸uti嶺on→蠟Def碌ine男Loa脫ds→吉App籍ly→纖Str委uct壯ura炊l→D姨isp腦lac傅eme呼nt→乳On冠Are哭as。彈出拾贈取窗口籍,拾取動圓柱體星下側(cè)底孝面(由騰四部分摘組成)蛾,單擊ok按鈕。勤在彈出趨的對話烈框中的La銜b2列表建框中野選擇All右DO脆F,單ok按鈕。⒆求桃解GUI:Mai珠nM頑enu綢→S黎olu殊tio謠n→S建olv瞇e→C澆urr活ent繪LS。單擊“So抹lu淋ti蒸on砍C鹽ur型re桶nt楊L鹿oa植d燥St醉ep”對話柱框ok按鈕。膨出現(xiàn)“so咬lu床ti副on烤i嗓s方do逗ne!”提示藍時,最求解榆結(jié)束藍,即糞可查天看求瓶解結(jié)果。結(jié)果象顯示癥:⑴顯蜘示變形GUI:Ma趴in勵M展en悶u→家Ge歪ne與ra舉l岸Po乏st矮pr表oc址→P臺lo縮慧t巨Re夫su欄lt做s→濟De若fo涌rm愈ed景S恭ha勒pe。在彈出播的對話舉框中,紡選中Def驗+un補def拍orm樸ed(變菌形+未變形娛的單元歡邊界)損,單擊ok按鈕緣瑞。⑵改變知結(jié)果曠坐標饅系為怖局部踏坐標賊系GU俘I:Mai現(xiàn)nM慕enu啄→Ge逢ner貨al噸Pos迅tpr載oc→潮O(jiān)pt蓬ion殊sf浩or賓Out手p。在RSY無S下拉列紀表框中慈選擇Lo凝ca型l尋sy廟st幻玉em,在Loc旨al穿sys揭tem燭Re湖fer燭enc得en我o文本壁框中凈輸入11,單私擊ok按鈕。⑶選昂擇z=牙-0夫.0凝9m的所宣有節(jié)晌點GU地I:Uti摘lit滾yM麻enu茅→Sl椅ect疤→En頑tit穴y。在彈癥出的碑對話壩框的懷下拉皇列表裳框、恰文本比框、柏單選狡按鈕斃中依勺次選撫擇或撥輸入No痛de梳s、By蹈Loc駛ati誰on、ZC頸oor論din首ate池s、-0.缸09、Fro蠻mF陵ull,單種擊Ap堵pl事y按鈕餓。再較在下宴拉列地表框帖、文蕩本框通、單浮選按藏鈕中屢依次該選擇茅或輸惕入No夕de捆s、By忘Loc馳ati刊on、YCoo科rdi瘋nat掩es、0、Re撈se盤le方ct,單擊Ap型pl隊y按鈕溉。⑷刷列表圾顯示隊節(jié)點松位移GU奔I:Mai括nM蔬enu團→Ge美ner盈al統(tǒng)Pos第tpr給oc→研Lis愈tR泊esu松lts失→Nod惰al每Sol顛uti診on。在左掀側(cè)列膠表中穩(wěn)選擇DO似F擊So愈lu憂ti鄉(xiāng)豐on,在裝右側(cè)說列表判中選綱擇UY,單擊ok按鈕域。⑸選祖擇單元GUI:Ut使il代it忠y瓦Me勵nu獅→S予le酬ct烈→E茅nt棚it團y。在彈互出的米對話擺框的會下拉束列表茶框、鞠文本嶺框、袋單選叫按鈕吊中依撫次選持擇或阻輸入No腫de先s、By懲Loc復(fù)ati捧on、ZC班oor記din追ate楚s、-0.塌1,0、Fr奔om辜F嗚ul你l,單香擊Ap勺pl扇y按鈕社。再絲式在下國拉列夜表框賠、文派本框拼、單穿選按俗鈕中慰依次機選擇蜘或輸直入Ele含men誘ts、At估ta革ch憐ed墓to、Nod廟es熄all、Res單ele屬ct,單糠擊App惹ly按鈕呀。這撒樣做個的目內(nèi)的是嶄,在菠下一等步顯塔示應(yīng)夜力時未,不營包含極集中崖力作剛用點繩附近凍的單蔥元,冷以得柔到更帽好的默計算爆結(jié)果惰。⑹縮慧查看萌結(jié)果春,用查等高斥線顯歉示剪按應(yīng)力GU越I:Ma汗in烈M話en可u→糾Ge溉ne術(shù)ra卷l乏Po耗st室pr稿oc圈→P閣lo休t隸Re醬su旺lt斷s→Con版tou襯rP感l(wèi)ot腎→El文eme另nts路So扔lu。在Ite鏟m,C云omp兩個列柿表中分尾別選擇St走re田ss、“YZ-站she展ar呢SYZ”,即可查桂看結(jié)果臂。如圖融所示袍軸承打座結(jié)姥構(gòu),棋尺寸用單位爐為mm。已知饅沉孔徑溫向內(nèi)柱引面承受往外推壓帖力0.0麥069近MPa,軸承榮孔柱面蝦下部分血承受向木下壓力0.社03給45資MP盲a,計忠算軸拴承的蓮最大猶應(yīng)力役及其趁位置智。實例2:軸承座栽分析分析恒:約束方堤式:四個通童孔為軸喉承座安腎裝固定仔孔,必擾須給予捎對稱約醬束;除麥此之胃外,眠還必似須限見制軸訴承座倦垂直棚方向勿的移址動,圈避免停該方博向的爽剛體費位移滴。幾何建敘模(1)建立習(xí)底座:Vo擦lu貫me非s>傭Bl潛oc商k>薦By蹦D屠im嶼en炒si率on輪子二賀維結(jié)構(gòu)栽如圖所億示(尺巖寸單位靠為英寸醒),現(xiàn)罰要分析韻該輪僅姥承受繞律其中心唯軸旋轉(zhuǎn)廚角速度套的作用材下,輪罪的受力懇及其變先形情況寇。已知住角速扎度:w=繞52棵5r邁ad端/s交,材料嗽屬性逮:彈性鴨模量E=30×脆106瓶psi泊松比碼為0.母3密度教為0.處00總07暈31沙bf織-2厚/i離n4[實例3]輪子榆分析思路分才析:這是撈一個寇空間模問題們的靜乳力學(xué)烈分析竭,由巧于結(jié)棍構(gòu)的幸復(fù)雜糾性,且不能手采用皮由2D網(wǎng)格拖爐拉生成3D網(wǎng)格的誓方式,鋒宜采用煌自由網(wǎng)盯格和映掠射網(wǎng)格排相結(jié)合伶的網(wǎng)格珍生成方伍式,根港據(jù)該輪沙的對稱貼性,在橋分析式示只要分料析其中嘩的一部撓分即可皺。1)先建冊立三維陷幾何模隸型;2)根據(jù)練三維模酬型的特暗點,對杰三維模郊型進行里分割,誕使其中教一部分焰模型能闊夠采用聯(lián)映射網(wǎng)妙格方式阻劃分,導(dǎo)其余部火分則可長以用自餃由網(wǎng)格吼劃分。集因此必娃須選用20節(jié)點關(guān)六面鋒體單焰元(Sol手id9斥5),它可弱以進行否映射網(wǎng)附格劃分錫,同時供也可以閥變成20節(jié)點的味四面體攝網(wǎng)格進袖行自由舟網(wǎng)格劃扒分。因洋此能夠握實現(xiàn)不佛同網(wǎng)格熊形狀的榮連接。3)對輛劃分爛網(wǎng)格倚的連姐接處本進行皆網(wǎng)格乏轉(zhuǎn)換主。即書將20節(jié)點涌的四助面體嗽自由抵網(wǎng)格架轉(zhuǎn)換談為10節(jié)點四電面體網(wǎng)穴格,以層減六面體郊單元(So辨li釘d9厭5),它展可以土進行偽映射羅網(wǎng)格侍劃分閣,同偽時也旱可以歪變成20節(jié)點軍的四沒面體問網(wǎng)格避進行棒自由吉網(wǎng)格辟劃分辱。因挎此能竭夠?qū)嵲脯F(xiàn)不駱同網(wǎng)裁格形楚狀的糊連接砌。4)對劃譜分網(wǎng)格孟的連接菜處進行席網(wǎng)格轉(zhuǎn)杠換。即素將20節(jié)點的潤四面體芒自由網(wǎng)山格轉(zhuǎn)換對為10節(jié)點四裹面體網(wǎng)炸格,以陵減少解守題規(guī)模湯。5)施堆加對吼稱約冰束和列角加偶速度魔。6)求滿解分奮析。7)顯示燙結(jié)果。GU椅I操作真方式(1)定缸義工沾作名”Wh擊ee鴨l_獨An害al“和工作綠標題”The稱St斯res啦sc鳥alc收ula乖tin丟go丸fW勺hee仰lb舞ya趨ngu遣lar壯ve基loc嫌ity”(2)定義劃單元類衫型和材稠料屬性選擇Str川uct妻ura均lS攏oli甩d類型藍的Br沾ic遍k影20堂no劫de嶄9撇5兩種字單元姓;材料曾屬性:植在EX框輸入30e嶺6,PR賓XY框輸入0.3,DE蒼NS框輸死入0.蟲00供07危3(3)建立2D模型(搖如下頁接所示)[Ma冶in串Men數(shù)u]P縱rep距roc芳ess軌or>許Mod感eli房誠ng>牢Cre絨ate語>Ar恐eas哀>Re害cta境ngl殼e>B濟y詳Di戀men便sio悔n生成秒左邊秒矩形乖面:X1=1.陡0,爐X2=1.5,Y1=0,仁Y2謠=5權(quán).0生成司右邊嫂矩形憤面:X1=3.杏25嘆,X測2=3.7盈5,Y1=0.洞5,亭Y2恰=3例.7奪5生成德中間推矩形先面:X1=1.0拍,X2=3.7露5,Y1=1.申75攜,Y鏟2=宴2.車5面疊分捉布爾操破作Ov懂er彼la懷p,Pi稻ck剖A撿ll線倒角買,生成能由倒角軌線圍成任的面生違成弧鴉線的捎中心蘆關(guān)鍵恨點(尋共兩的個)派:X=3擺.5,漏Y=0聾.47輸5X=娃3.米5,臨Y=斥3.貨50杜5生成圓桃弧線(如圖決所示蠢)Ar可c>何By恰E涌nd遵K乏ps誘&R勿adR=0削.35生成島由圓半弧線吐圍成凈的面野(共爐兩處綠)面相鐘加(Pic昏kA場ll)線憑相加篩以減滋少線桂的數(shù)總量(慶可不吃作)修:L1墨7+L1員2+L13;L22+L1形0+L2北0壓縮編局號操作仔,并重從新顯示盾線保存你結(jié)果數(shù)脫據(jù):存笨為Whe衰el_亞Ana開l_2捆D(4)通過惡拖拉生哈成3D模型生成禾軸線的狡關(guān)鍵點進:(0精,0奴)-奮--桃(0認,5光)2葡D拖拉景成3DPr院ep頁ro擴ce醒ss準or于>M替od蜻el熟in縣g>園Op蓮er濾at祖e>脅Ex交tr傷ud拉e>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