Ansys受力分析(三維托架實(shí)體受力分析)

1、三維托架實(shí)體受力分析ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電磁場、聲場和耦合場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS公司開發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如 PRO/E、UG、 I-DEAS、CADDS及AutoCAD等，是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計中的高級 CAD工具之一。題目：1、三維托架實(shí)體受力分析：托架頂面承受50psi的均勻分布載荷。 托架通過有孔的表面固定在墻上，托架是鋼制的，彈性模量 E=29X 106psi，泊 松比v=0.3.試通過ANSYS俞出其變形圖及其托架的 von Mises應(yīng)力分布。題目1的分析。先進(jìn)行建模，此建模的難

2、點(diǎn)在對 V3的構(gòu)建（既圖中的紅色 部分）。要想構(gòu)建 V3，首先應(yīng)將A15做出來，然后執(zhí)行 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Vlumes 命令，將所有的 實(shí)體合并為一個整體。建模后，就對模型進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，實(shí)行Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshToo先對網(wǎng)格尺寸進(jìn)行編輯，選 0.1，然后點(diǎn) Meshing，Pick all進(jìn)行網(wǎng)格劃分，所得結(jié)果如圖1。劃分網(wǎng)格后，就可以對模型 施加約束并進(jìn)行加載求解了。施加約束時要注意，由于三維托架只

3、是通過兩個孔 進(jìn)行固定，故施加約束應(yīng)該只是針對兩孔的內(nèi)表面，執(zhí)行 Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structrual>Displacement>Symmetry B.C>On Areas命令，然后拾取兩孔的內(nèi)表面，單擊OK就行了。施加約束后，就可以對實(shí)體進(jìn)行加載求解了，載荷是施加在三維托架的最頂上的表面的，加載后求解運(yùn)算，托架的變形圖如圖2。圖1托架網(wǎng)格圖圖2輸出的是原型托架和施加載荷后托架變形圖的對比， 虛線部分即為托架 的原型，從圖2可看出，由于載荷的作用，托架上面板明顯變形了，變形最嚴(yán)重 的就是紅色部

4、分，這是因?yàn)槠潆x托板就遠(yuǎn)，沒有任何物體與其分擔(dān)載荷，故其較 容易變形甚至折斷。這是我們在應(yīng)用托架的時候應(yīng)當(dāng)注意的。MODAL SOLUTIONSTEJ>=1SUB -1TIME = 1USUH(AVG)DHX =b02£033SHN =.209：E-035HX =>.02033ANDEC £ 2009 13:05:34.Z09E-03.005948.011687.0174ZS.023164.003079'.OOSS17. 014556.020254.02033homevark圖2、托架位移變形圖圖3為托架的應(yīng)力分布圖，由圖可看出主要在兩孔處出現(xiàn)應(yīng)力集中，

5、 也就是說這 些地方所受的應(yīng)力的最大的，比較容易出現(xiàn)裂痕。我們在應(yīng)用托架的時候，應(yīng)當(dāng) 注意采取一些設(shè)施，以便減緩其應(yīng)力集中。特別是在施加載荷時，絕對不能夠超 過托架所能承受的極限，否則必將導(dǎo)致事故的發(fā)生。文后附上建模分析時所執(zhí)行 的命令流。NODAL SOLUTIONSTEP=1STTE： =1TIME=1SEQV(AVG)DMX =.026033 Sin-I =7Z.ZZSID< =84128ANDEC e 200913:08:3672.2218751374305610974788941228091467706544984128huiaewo rk圖3、托架應(yīng)力分布圖1. 指定分析標(biāo)題

6、1. 選取菜單路徑 Utility Me nu | File | Cha nge Job name,將彈出 Cha nge Job name 修 改文件名）對話框。2. 在Enter new job name輸入新文件名）文本框中輸入文字“ bracket”，為本分析實(shí)例的數(shù)據(jù)庫文件名。單擊對話框中的“OK按鈕，完成文件名的修改。3. 選取菜單路徑 Utility Menu | File | Change Title，將彈出 Change Title （修改標(biāo)題） 對話框。4 .在Enter new title （輸入新標(biāo)題）文本框中輸入文字“ press analysis of bracke

7、t structure"，為本分析實(shí)例的標(biāo)題名。單擊對話框中的“ OK按鈕，完成對標(biāo)題 名的指定。2. 定義單元類型1 .選取菜單路徑 Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete 將彈 出Element Types （單元類型定義 ）對話框。單擊對話框中的按鈕，將彈出 Library of Element Types （單元類型庫 ）對話框。2. 在左邊的滾動框中單擊“ Structural Solid”，選擇結(jié)構(gòu)殼單元類型。在右邊的 滾動框中單擊“ Quad 4node 42 ,在對話框中單擊“ 0K按鈕，完成

8、對這種單元的定 義。3. 指定材料特性1 .選取菜單路徑 Main Menu | Preprocessor | Material Props | Material Model，s 將彈 出Define Material Model Behavior （材料模型定義）對話框。2. 依次雙擊Structural， Lin ear ，Elastic和Isotropic，將彈出1號材料的彈性模 量EX 和泊松比 PRXY 的定義對話框。3. 在EX文本框中輸入2.9E7，PRXY文本框中輸入0.3。定義材料的彈性 模量為2.9E6 N/m2,泊松比為0.3。單擊“ OK按鈕，關(guān)閉對話框。4. 在Def

9、ine Material Model Behavior （材料模型定義）對話框中，選取路徑Material | Exit，完成對材料模型的定義。5. 單擊ANSYS10.0的ANSYS Toolbar （工具條）上的“ SAVE按鈕，保存數(shù)據(jù)庫 文件4. 建立托架的有限元模型1. 選取路徑 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create | Volume|Block|ByDimensions，將彈出Create Block by Dimensions根據(jù)坐標(biāo)創(chuàng)建體）對話框。在對話框輸入： X1,X2 X-coordinates：-1,1Y1,Y2 Y-

10、coordinates： -1.5， 1.5Z1, Z2 Z-coordinates： 0， 1/8然后單擊“ APPLY ”按鈕，再次在對話框輸入：X1,X2 X-coordinates： -1,1Y1,Y2 Y-coordinates： 1.5， 1.625Z1, Z2 Z-coordinates： 0， 32. 選取路徑 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Operate |Booleans|Add|Volumes 將彈出Add Volumes（體相加）對話框，在對話框單擊“ PICK ALL ”按鈕完成體相 加操作。3. 在執(zhí)行顯示 keypoi

11、nt 的操作之后，執(zhí)行顯示 line 的操作，選取路徑 Main Menu| Preprocessor | Modeling | Create |Lines|Lines|StrainghtLine將彈出 Create Straight Line對話框，然后選擇關(guān)鍵點(diǎn)5、13生成L13直線，單擊“ OK”按鈕完成操作。4. 選取路徑 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create |Area|Arbitrary|By Lines 將彈出對話框 Create Area By Lines 然后選擇直線 L1,L9,L13,L20,L24,L25 ，單擊“OK

12、”即可生成面A4。5. 選取路徑 Main Menu | Preprocessor | Modeling |Operate|Extrude|Areas|Along Normal彈出對話框Extrude Area by選擇面A4單擊“ OK”按鈕，將彈出另一 個對話框，在 Length extrusion 項(xiàng)輸入“ -1/8”，單擊“ O K ”按鈕。然后再次如 前做的將所有體相加的操作。6選取路徑 Main Menu | Preprocessor | Modeling |Create|Areas|Circle|Solid Circle 將彈出 Solid Circular Area 對話框，在

13、 WP x,WPy,Radius項(xiàng)分別輸入 0,-0.5, 0.25 單擊Apply,再次輸入0, 0.5, 0.25然后單擊“OK”按鈕。然后選取路徑Main Menu| Preprocessor | Modeling |Operate|Extrude|Areas|AIong Norma彈出對話框 Extrude Area by選擇其中一個圓面單擊“Apply ”按鈕，將彈出另一個對話框，在Length extrusion 項(xiàng)輸入“ 1”,單擊“ O K ”按鈕。對另一個圓面做相同操作。7 選 取 路 徑 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Opera

14、te |Booleans|Subtract|Volumes將彈出 Subtract Volumes（體相減）對話框，選擇兩個圓 柱體所在的體，單擊“ Apply”按鈕，然后選擇兩個圓柱體，單擊“ OK”按鈕， 完成體相減操作。5. 網(wǎng)格劃分1選取路徑 Main Menu | Preprocessor | Modeling|Meshing|MeshTool 將彈出 MeshTool對話框，單擊“ Mesh”按鈕，彈出另一對話框，再次單擊“ PICK ALL” 按鈕完成網(wǎng)格劃分。6. 施加約束，載荷并求解1選取菜單路徑 Main Menu | Preprocessor | Loads | Defi

15、ne Loads | Apply | Structural |Displacement | On Areas將會彈出拾取對話框，選擇兩圓孔，單擊對話框中的“OK 按鈕。完成施加約束操作。2選取菜單路徑 Main Menu | Solution | Define Loads | Apply | Structural |Pressure |On Areas將會彈出拾取對話框，選擇面A10,A19單擊“OK按鈕，彈出另一對話框， 在Load PRES value項(xiàng)輸入“ 50”單擊“ OK”完成施加載荷操作。3. 選取菜單路徑 Ma in Menu | Solution |Solve|Curre n

16、t LS彈出 Solve Curre nt Load Step對話框，單擊“ OK”開始求解，求解結(jié)束后，關(guān)閉相應(yīng)對話框。4. 選取菜單路徑 Main Menu |General Postproc|Plot Results|Contour Plot|Nodal Solu 將彈出 Con tour Nodal Solution Data對話框，選擇 Nodal Solutio n|DOFSolution|Displacement vector sun將得到如位移圖（2）:選取菜單路徑 Main Menu |General Postproc|Plot Results|Contour Plot|No

17、dal Solu 將彈出 Con tour Nodal Solution Data對話框，選擇 Nodal Solutio n|Stress|von Mises Stress將得到如應(yīng)力圖（3）:命令代碼/CLEAR,START /REPLOT,RESIZE /TITLE,homework /REPLOT /PLOPTS,INFO,3 /PLOPTS, LEG1,1 /PLOPTS,LEG2,1 /PLOPTS,LEG3,1 /PLOPTS,FRAME,1 /PLOPTS,TITLE,1 /PLOPTS,MINM,1 /PLOPTS,FILE,0 /PLOPTS, LOGO,1 /PLOPTS

18、,WINS,1 /PLOPTS,WP,O /PLOPTS,DATE,2 /TRIAD,OFF /REPLOT /PREP7 ET,1,SOLID45 MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,2.9e7 MPDATA,PRXY,1,0.3 BLOCK,O,2,O,3,O,O.125, BLOCK,O,2,3,3.125,O,3, /USER, 1LSTR,13,5/PNUM,KP,0 /PNU M,L INE,1 /PNUM,AREA,1 /PNUM,VOLU,O /PNUM,NODE,0 /PNUM,TABN,0 /PNUM,SV AL,0 /NUMBER,。/PNUM,

19、ELEM,0 /REPLOT APLOT FLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,5 FITEM,2,11AADD,P51XLPLOTFLST,2,3,4FITEM,2,25FITEM,2,8FITEM,2,27AL,P51XAPLOTFLST,2,2,5,ORDE,2FITEM,2,13FITEM,2,-14AADD,P51X VOFFST,15,0.125, CYL4,1,1,0.25, , , ,0.125 CYL4,1,2,0.25, , , ,0.125 FLST,3,2,6,ORDE,2 FITEM,3,4FITEM,3,-5VSBV,1,P51XFLST,2,3,6,ORDE,3FITEM,2,2FITEM,2,-3FITEM,2,6VADD,P51XESIZE,0.1,