ANSYS課程分析報告

Ansys課程報告分析自行車的框架一、問題描述自行車框架簡圖如下，它由管型鋁材制成，其外徑為25mm，壁厚為2mm。在圖示的坐標系統(tǒng)中，1，2，3和4點在xy坐標面內(nèi)；1和2點在y軸上而4點在x軸上；5和6點在xz坐標面內(nèi)，它們是關于xy面對稱的，5點的x和z坐標已標在圖上。鋁材的彈性模量為69GPa，泊松比為0.33。二、建立模型與求解1.前處理：定義問題建立修改工作文件名和標題：翻開文件，單擊UtilityMenu/File/ChangeTile，翻開ChangeTile菜單，在Enter菜單中輸入“3DBicycleSpaceframe〞，修改標題，如下列圖所示，然后點擊UtilityMenu/Plot/Replot重繪圖形顯示界面。2.材料屬性材料為鋼材，彈性模量69Gpa，泊松比0.33。采用命令流方式輸入：MPTEMP，1,0MPDATA，EX，1，，6900MPDATA，PRXY，1，，0.333.單元類型選擇單元類型定義為Beam188，梁單元類型ET，1，BEAM1884.截面屬性在Beam188的單元類型中，有多種截面類型可供選擇，通過下拉表找到管狀截面類型，編輯相關的常數(shù)?？蚣苡晒苄弯X材制成，其外徑為25mm，壁厚為2mm。5.生成模型為自行車框架定義6個關鍵點和點之間的連線，他們在下面的表中keypoint coordinatexyz10325020400035004000450000582505068250-50linekeypoint1st2st112223334414535645736846通過命令流方式生成這些點與線K,1,0,325,0,K,2,0,400,0,K,3,500,400,0,K,4,500,0,0,K,5,825,0,50,K,6,825,0,-50,LSTR,1,2LSTR,2,3LSTR,3,4LSTR,1,4LSTR,3,5LSTR,3,6LSTR,4,5LSTR,4,6生成之后的模型圖如下：6.劃分網(wǎng)格Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines>AllLines設置每個網(wǎng)格尺寸為10mm現(xiàn)在可以劃分框架了在前處理菜單中選擇Meshing>Mesh>Lines并點擊MeshLines窗口里的PickAll將出現(xiàn)如下窗口。7.求解階段：設定載荷和求解〔1〕定義分析類型點擊ANSYSMainMenu/Preferences,翻開PreferencesforGUIFiltering菜單，選擇Structural〔2〕應用約束關鍵點1是固定約束可使用命令行輸入約束，以下是應用約束條件的命令行格式：DK,KPOI,VALUE,VALUE2,KEXPND,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6本體不需要全部輸入，因此輸入命令時有些空著用逗號隔開，如第一個關鍵點：DK，1，UX，0，，，UY，UZ第五個關鍵點：DK，5，UY，0，，，UZY現(xiàn)在只有Y方向和Z方向被約束住了，X方向沒有被約束，同樣把關鍵點6的Y方和Z方向的自由度設為0,可把約束情況以文本形式列出來并驗證如下：〔3〕加載荷在車座位置〔關鍵點3〕加垂直載荷600N，在踏板位置〔關鍵點4〕加載荷200N，可用命令行加載荷加載荷的格式為：FK，KPOI，Lab，value，value2在關鍵點3加豎直向下載荷600N：FK，3，F(xiàn)Y，-600在關鍵點4加豎直向下載荷200N：FK，4，F(xiàn)Y，-200限制自由度并施加約束后將出現(xiàn)下面窗口：(4)求解系統(tǒng)ALLSEL,ALL/STATUS,SOLUSOLVE8.后處理查看結果〔1〕變形選擇PlotResult>DeformedShape…’Def+undefedge’能同時查看變形和沒有變形的對象通過列表查看最大位移擾度是按節(jié)點計算的，所以首先應該給節(jié)點編號翻開UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...選擇’Nodenumbers’其他的按鈕全部關閉。注意節(jié)點編號的順序，注意加載荷和約束的位置。從GeneralPostpro菜單項選擇擇ListResults>NodalSolutionNODEUXUYUZUSUMMAXIMUMABSOLUTEVALUESNODE1601024110VALUE-0.32979E-01-0.33955E-010.27931E-030.47332E-01位移云圖如下：三、不同模型分析選擇單元類型為Pipe16，以命令流方式進行分析。/COM,Structural/PREP7/TITLE,3DBicyclespaceframeET,1,PIPE16R,1,25,2,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,6900MPDATA,PRXY,1,,0.33K,1,0,325,0,K,2,0,400,0,K,3,500,400,0,K,4,500,0,0,K,5,825,0,50,K,6,825,0,-50,LSTR,1,2LSTR,2,3LSTR,3,4LSTR,1,4LSTR,3,5LSTR,3,6LSTR,4,5LSTR,4,6LESIZE,ALL,10,,,1,,1,FLST,2,8,4,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-8LMESH,P51X/SOLFLST,2,1,3,ORDE,1FITEM,2,1DK,1,UX,0,,,UY,UZDK,5,UY,0,,,UZDK,6,UY,0,,,UZFK,3,FY,-600FK,4,FY,-200ALLSEL,ALL/STATUS,SOLUSOLVE〔1〕位移圖通過列表查看最大位移NODEUXUYUZUSUMMAXIMUMABSOLUTEVALUESNODE214160192213VALUE-0.22593-0.15437-0.15692E-020.27347〔2〕應力GeneralPostproc>ElementTable>DefineTable...選擇’Add’選擇’Stress’和’vonMises’ElementTable>PlotTable同樣選擇適宜的標尺列出應力圖四、不同模型的比擬我們分析比擬一下兩種模型的優(yōu)缺點：首先比擬最大位移：〔1〕Beam188單元模擬結果：NODEUXUYUZUSUMNODE1601024110VALUE-3.2979E-01-0.33955E-010.27931E-030.47332E-01〔2〕Pipe16單元模擬結果：NODEUXUYUZUSUMNODE214160192213VALUE-0.22593-0.15437-0.15692E-020.27347從兩幅位移云圖中都不難發(fā)現(xiàn)