ansys課程設(shè)計(jì)(長江大學(xué))

￡妙上漳CAD/CAE軟件實(shí)踐

課程設(shè)計(jì)專業(yè):班級:序號:姓名:指導(dǎo)教師:起止日期：年月日至年月日

如圖所示零件，所受均布力載荷為q,分析在該作用力下的零件的形變和應(yīng)力狀況，本題簡化為二維平面問題進(jìn)行靜力分析，零件材料為Q235。A序號數(shù)據(jù)(長度單位mm,分布□力單位N/cm)ABCDq3829458164①6430一.建立幾何模型分析：該零件可認(rèn)為是由各邊圍成的平面減去兩個圓所組成步驟一創(chuàng)建幾何實(shí)體模型1建立6個關(guān)鍵點(diǎn)MainMenu〉Preprocessor〉Modeling〉Create〉Keypoints>inActiveCS1(0,0,02(147,0,03(294,0,)4(294,-58,)5(130,-58,)6(0,-150,)2連直線MainMenu〉Preprocessor〉Modeling〉Create〉Lines〉Lines>inActiveCS3組合成平面圖形MainMenu〉Preprocessor〉Modeling〉Create〉A(chǔ)reas〉A(chǔ)rbitrary〉Bynes單出對話框，用光標(biāo)選取隔斷線段，點(diǎn)0K4畫圓建立左邊的大圓MainMenu〉Proprocessor〉Modeling〉Create〉A(chǔ)reas〉Circle〉SolidCirclesWPX=50WPY=-50RADIUS=32建立右邊的小圓MainMenu〉Proprocessor〉Modeling〉Create〉A(chǔ)reas〉Circle〉SolidCircles.輸入：WPX=212WPY=-29RADIUS=15在總體中減去2個圓MainMenu〉Proprocessor〉Modeling〉Operate〉Booleans〉Subtract〉A(chǔ)reas,彈出對話框中后，用光標(biāo)先點(diǎn)基體（即總體，此時總體顏色變紅），點(diǎn)“OK”，再點(diǎn)2個要減去的圓，再點(diǎn)“OK”二?定義單元類型及其常數(shù)1定義單元類型。MainMenu〉Proprocessor〉ElementType〉A(chǔ)dd/Edit/Delete彈出對話框中后，點(diǎn)'Add”。雙彈出對話框，選'Solid”和“4node42”，點(diǎn)“OK”，退回到前一個對話框。體、面沒有實(shí)常數(shù)略2定義材料屬性MainMenu〉Proprocessor〉MaterialProps〉MaterialModels.彈出對話框，雙擊Structural>Liner>Elastic>Isotropic。輸入彈性模量200000MPa和泊松比0.3點(diǎn)擊ok。AANAANSYSMultiphysicsUtilityMenu(El)=回|S3卜I=丨釦hFileSelectListPlotPlotCtrlsWorkPlaneParametersMacroMenuCtrlsHelp列劃包lall列劃包lallANSYSMainMenu園Preferences曰Preprocessor0ElementTypeSRealConstants□MaterialProps田MaterialLibraryE3TemperatureUnits圍ElectromagUnits罔ConvertALPx園ChangeMatNumSFailureCriteria□WritetaFile列劃包lall列劃包lallANSYSMainMenu園Preferences曰Preprocessor0ElementTypeSRealConstants□MaterialProps田MaterialLibraryE3TemperatureUnits圍ElectromagUnits罔ConvertALPx園ChangeMatNumSFailureCriteria□WritetaFileE3ReadfromFileSectionsModelingMeshingCheckingCtrlsNumberingCtrls1AREASTYPENUM八DefineMaterialModelBehaviorMaterialEditFavoriteHelp_MaterialModelsDefined_MaterialModelsAvailable/\LinearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1Favorites滲Structural-ILinearIsotropicMaterialPropertiesforMaterialNumber1SEEEET1TemperaturesEX2E+005sHEEEEEArchiveModelCoupling/CeqnFLOTRANSetUpMulti-fieldSetUpLoadsPhysicsPathOperationsLinear滲Elastic◎屈?tOrthotropic@Anisotropic⑥Nonlinear&Density⑥ThermalExpansion⑥D(zhuǎn)ampingPRXYfo.25AddTemperatureDeleteTemperatuHSolutionHGeneralPostprocHTimeHistPostproElTopologicalOptHROMToolSJSJJdddJd空也旦勻土到三?劃分網(wǎng)格，并加載求解1定義網(wǎng)格（單元）尺寸MainMenu〉Proprocessor〉Meshing〉SizeCntrls〉ManualSize〉A(chǔ)reas〉A(chǔ)llAreas,彈出對話框,輸入單元邊長為：32劃分網(wǎng)格MainMenu〉Proprocessor〉Mesh>Areas>Areas〉Free,彈出對話框，點(diǎn)“pickall”3定義分析類型Mianmeun>Solution〉A(chǔ)nalysisType〉NewAnalysis，選擇static4定義位移約束MainMenu>Solution〉DefineLoads〉A(chǔ)pply〉Structural〉displayment〉onlines取全約束，位移量為0圖形如下所示詡停*電■畫詡停*電■畫畫1-—■-查看總體變形MainMenu〉GeneralPostproc〉PlotResults〉Deformedshape位移分布圖MainMenu〉GeneralPostproc〉PlotResults>ContourPlot〉NodalSolu,在彈出對話框中選：NodalSolution〉DOFSolution〉Displacementvectorsum五.查看應(yīng)力分布圖MainMenu〉GeneralPostproc>PlotResults〉ContourPlot〉NodalSolution,在彈出的對話框中選：NodalSolution〉Stress>vonMisesstress或1stPrincipalstress

卷揚(yáng)機(jī)卷筒心軸的材料為45鋼，軸的結(jié)構(gòu)和受力情況如下圖所示。請先用材料力學(xué)計(jì)算公式校核心軸的強(qiáng)度；然后利用有限元軟件對模型進(jìn)行有限元分析；并最后對兩者的結(jié)果進(jìn)行比較分析。序號數(shù)據(jù)（長度單位mm,力單位KN）ABCDEF1720594590968825模型簡化:豎直方向：F+F=2FRARB

以A為距心：205F+1150F=1265Frb聯(lián)系方程組解得：F=23.22KNF=26.78KNRARB從而可得:在1-1截面處：M1=4.76KN在2-2截面處:M2=3.48KN在3-3截面處:M3=4.66KN在4-4截面處:M4=3.08KN有上數(shù)據(jù)可見，彎矩最大在1處，但2、3處直徑變小，所以需校核1、2、3三處。c=32xM1=54.8Mpa/兀xd3c=32xM2/=48.6Mpa兀Xd3’2c=32xM3/=69.65Mpa，-兀Xd33由于許用強(qiáng)度是lOOMpa，所有截面均符合強(qiáng)度要求。(1)ANSYS分析一.建模導(dǎo)入solidworks導(dǎo)入solidworks模型退回到退回到雙擊二進(jìn)行單元屬性定義1定義單元類型。MainMenu〉Proprocessor〉ElementType〉A(chǔ)dd/Edit/Delete彈出對話框中后，點(diǎn)“Add”。雙彈出對話框，選“Solid”和“10node92”，點(diǎn)“0K”,前一個對話框。2.定義材料屬性MainMenu〉Proprocessor〉MaterialProps>MaterialModels.彈出對話框，

Struetural〉Liner〉Elastic〉Isotropic。輸入彈性模量200000和泊松比0.3點(diǎn)擊ok。三?劃分網(wǎng)格定義網(wǎng)格（單元）尺寸MainMenu〉Proprocessor〉Meshing〉SizeCntrls〉ManualSize>Volume〉A(chǔ)llAreas,彈出對話框，輸入單元邊長為：6劃分網(wǎng)格MainMenu〉Proprocessor〉Meshing〉SizeCntrls〉ManualSize〉Volume〉Free四加載和求解1.定義位移約束左邊MainMenu>Solution〉DefineLoads〉A(chǔ)pply〉Structural〉displayment〉onAreas取全約束，約束取兩端圓周面加載荷MainMenu>Solution〉DefineLoads>Apply〉Structural〉force/Moment〉onnodes

然后再用鼠標(biāo)選取線段，選FY，輸入力的大小-25000N,點(diǎn)ok即可AANSYSMultiphysicsUtilityMenu(E2)■FileSelectListPlotPlotCtrlsWorkPlaneParametersMacroMenuCtrlsHelpANSYSToolbarANSYSMainMenu(§)E3Preferences二EPreprocessor日Solution□ANSYSMainMenu(§)E3Preferences二EPreprocessor日Solution□AnalysisType曰DefineLoadsSSettings曰Apply曰StructuralSDisplacement□Force/Moment洌OnKeypoints*nNodes洌OnNodeComp<罔FromReactions園FromMagAnal)PressureTemperatureInertiaE3PretnsnSectnE3GenPlaneStrain0Other田FieldSurfaceIntr田FieldVolumeIntr田InitialCondit'nSLoadVector□Functions□DeleteSOperate田L(fēng)oadStepOpts□SEManagement(CMS)岀丨金I日|三I

日|②I

⑥冋

g|pH~File:D:\Users\Adininistrator\Desktop\E02\警件2.xt4求解MainMenu>Solution4求解MainMenu>Solution〉Solve〉CurrentLS五?后處理1查看總體變形MainMenu>GeneralPostproc>PlotResuIts>Deformedshapesavedb|resumdb|Quit|powrgrphI2查看位移分布圖MainMenu>GeneralPostproc>PlotResuIts>ContourPlot〉NodalSolution,在彈出的對話框中選：NodalSolution>DOFSolution〉Displacementvectorsum

3查看應(yīng)力分布圖MainMenu〉GeneralPostproc>PlotResuIts>ContourPlot〉NodalSolution,在彈出的對話框中選：NodalSolution〉vonMisesstress計(jì)算結(jié)果分析理論計(jì)算和ansys分析均得出芯軸的最大應(yīng)力分布在左端臺肩處。Ansys分析出最大應(yīng)力為41.0MPa,理論計(jì)算的為69.65Mpa,與理論計(jì)算結(jié)果對比分析相差較大，可能是由于選取受力節(jié)點(diǎn)不準(zhǔn)確導(dǎo)致。芯軸材料為45鋼，材料的屈服強(qiáng)度為335MPa，最大應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的屈服強(qiáng)度，即卷揚(yáng)機(jī)芯軸能夠滿足強(qiáng)度要求如圖所示蓋零件，工作時由6個螺栓鎖緊，承受內(nèi)壓為P,零件

材料為Q235，圖中長度單位為mm。建立三維實(shí)體模型，采用靜力分析該零件的變形和應(yīng)力狀況。19斗己78序號數(shù)據(jù)（長度單位mm，壓強(qiáng)單位MPa）ABCDEP17R88①160815①1925.0一.用ANSYS打開par文件。

1定義單元類型。MainMenu>Proprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete彈出對話框中后，點(diǎn)“Add”。雙彈出對話框，選“Solid”和brick“8node45”,點(diǎn)“OK”，退回到前一個對話框。2.設(shè)置單元選項(xiàng)點(diǎn)“ElementType”對話框中的“Options”K5處選：Nodalstree（表示需要額外輸出單元節(jié)點(diǎn)應(yīng)力）

定義材料屬性、MainMenu>Proprocessor>MaterialProps>MaterialModels.彈出對話框，雙擊Structural>Liner>Elastic>Isotropic。輸入彈性模量200000Pa和泊松比0.25點(diǎn)擊ok。1.定義網(wǎng)格（單元）尺寸MainMenu>Proprocessor>Meshing>SizeCntrls>smartSize>basic,彈出對話框，輸入單元邊長為：41.劃分網(wǎng)格MainMenu>Proprocessor>Meshing>Mesh>Vblumes>Free,彈出對話框，點(diǎn)“PickAll”

對整個圖形進(jìn)行加載和求解1.定義位移約束（對六個螺栓限制約束）MainMenu〉Solution〉DefineLoads〉A(chǔ)pply〉Structural〉Displacement>OnAreas,在彈出對話框中選Circle，以小孔中心為圓心畫圓，，將圓周邊剛好劃入，OK.。在彈出的對話框中選全約束，輸入值為：0。用同樣的方法，對其它五個孔加全約束.。2.加載荷MainMenu>Solution〉DefineLoads〉A(chǔ)pply〉Structural〉Pressure〉OnAreas選取要加載的面點(diǎn)OK,輸入壓強(qiáng)值5MPa，點(diǎn)OK求解MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS

后處理1.查看總體變形MainMenu〉GeneralPostproc>PlotResuIts>Deformedshape2.查看位移分布圖MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot〉NodalSolu,在彈出的對話框中選：NodalSolution〉DOFSolution〉Displacementvectorsum3?查看應(yīng)力分布圖MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot〉NodalSo在彈出i的對話框

中選：NodalSolution〉Stress>vonMisesstress如圖所示軸，工作時所受扭矩為T,軸材料為45#鋼，圖中長度單位為mm。建立三維實(shí)體模型，采用靜力分析其變形和應(yīng)力狀況。（提示：兩鍵槽傳遞扭矩）序號數(shù)據(jù)（長度單位mm，扭矩單位N.m）ABCDET17①132①52①78642812000一.用ANSYS打開Para文件。

步驟二進(jìn)行單元屬性定義1?定義單元類型。MainMenu〉Proprocessor〉ElementType〉A(chǔ)dd/Edit/Delete彈出對話框中后，點(diǎn)Add”。雙彈出對話框，選Solid”Dbrick“8node45”，點(diǎn)OK”退回到前一個對話框。2.設(shè)置單元選項(xiàng)點(diǎn)ElementType”對話框中的Options”，K5處選：Nodalstree（表示需要額外輸出單元節(jié)點(diǎn)應(yīng)力）3.定義材料屬性MainMenu〉Proprocessor〉MaterialProps>MaterialModels.彈出對話框，雙擊Structural〉Liner〉Elastic〉Isotropic。輸入彈性模量200000和泊松比0.25點(diǎn)擊ok。

對整個圖形進(jìn)行網(wǎng)格劃分1?定義網(wǎng)格（單元）尺寸MainMenu>Proprocessor>Meshing>SizeCntrls>smartSize>basic,彈出對話框，輸入單元邊長為：52?劃分網(wǎng)格MainMenu>Proprocessor>Meshing>Mesh>Volumes>Free,彈出對話框，點(diǎn)“PickAll”對整個圖形進(jìn)行加載和求解定義位移約束MainMenu>Solution〉DefineLoads>Apply〉Structural>Displacement>OnAreas,選取左端