ansys有限元分析大作業(yè)

1、有限元大作業(yè)設計題目：單車的設計及ansys有限元分析專業(yè)班級：姓名：學號：指導老師：完成日期：單車的設計及ansys模擬分析一、單車實體設計與建模1、總體設計單車的總體設計三維圖如下，采用pro-e進行實體建模。在建模日修改proe默認單位為國際主單位（米千克秒mks）Proe »文件屬性修改2、車架車架是構成單車的基體，聯(lián)接著單車的其余各個部件并承受騎者的體重及單車在行駛時經受各種震動和沖擊力量，因此除了強度以外還應有足夠的剛度，這是為了在各種行駛條件下，使固定在車架上的各機構的相對位置應保持不變，充分發(fā)揮各部位的功能。車架分為前部和后部，前部為轉向部分，后部為驅動部分，由于受力

2、較大，所有要對后半部分進行加固。二、單車有限元模型1、材料的選擇單車的車身選用鋁合金（6061-T6） T6標志表示經過熱處理、時效。 其屬性如下：彈性模量：6.90E 10( N/m2)泊松比：質量密度：2.70E 3（N/m2）抗剪模量：2.60E 10（ N/m2）屈服強度：2.75E 8（ N/m 2）2、單車模型的簡化為了方便單車的模擬分析，提高電腦的運算效率，可對單車進行初步的簡化；單車受到的力的主要由車架承受，因此必須保證車架能夠有足夠的強度、剛度，抗振的能力，故分析的時候主要對車架進行分析。簡化后的車架如下圖所示。3、單元體的選擇單車車架為實體故定義車架的單元類型為實體單元（s

3、olid ）。查資料可以知道3D實體常用結構實體單元有下表。單元名稱說明Solid45三維結構實體單兀，單兀由8個節(jié)點定義，具有塑性、蠕變、應力剛化、大變形、大應變功能，具局階單兀是solid95Solid64用于模擬三維各向異性的實體結構。單兀由8個節(jié)點定義，本單兀具有大變形、大應變功能Solid65用于模擬三維有鋼筋或無鋼筋的混凝土模型，該單兀能夠計算拉裂和壓碎而且該單兀可應用與加筋復合材料（如玻璃纖維）及地質材料（如巖石）等。Solid92具有二次位移特性，非常適合模擬不規(guī)則模型，（例如由各種CAD/CAM（統(tǒng)產生的網格模型）。此單元具有塑性、蠕變、膨脹、應力剛化、大變形和大應變等功 能

4、。Solid95Solid45、solid185 單元Solid147磚形單兀，最多支持階數為 8的項式Solid148四面體單兀，最多支持階數為 8的多項式Solid185用于建立三維實體結構模型。單兀有8個節(jié)點定義，其高階單兀是solid95Solid186用于建立三維實體結構模型。單元有20節(jié)點定義的結構實體單兀Solid187高階三維10節(jié)點實體單兀。適用于產生不規(guī)則網格模型，solid92是它的類似單元根據上表各單元結構的特點初步選擇單元solid45。4、網格的劃分1）建模使用proe ,導出為IGES,再將IGES格式的車架導入 ansys中 file?import?IGES?

5、找到格式為IGES的車架文件，文件導入后如下圖。2）選擇單元體Main Menu?Preprocessor?Element Type?Add/Edit/Delete?Add（彈出對話框選擇下圖所示的 單元體）3）定義車架材料的屬性（按照下圖給車架定義材料屬Main Menu?Preprocessor?Material Props?Material Models性）定義材料的彈性模量：6.90E 10（N/m2）、泊松比:定義材料的質量密度：2.70E 3（ N/m 2）4）畫分網格Main Menu?Preprocessor?Meshing ?Mesh Tool?彈出的對話框中設置網格的邊界長

6、度設為10?點Mesh?pick all（自動生成網格如下圖所示）三、單車靜強度分析1）導入已畫分好的模型網格2）進行菜單過濾Main Menu?Preferences?彈出的對話框中勾選 Structural?點 OK3）定義分析類型Main Menu?Solution?Analysis Type?New Analysis? 勾選 Static? 點 OK4）定義求解控制菜單選擇 Main Menu?Solution?Analysis Type?Sol ' n Controls 命令？打開對話框勾選Calculate prestress effects項？OK5）施加約束選擇 Mai

7、n Menu?Solution?Define Loads?Apply?Structural?Displacement?On Areas?選擇下邊的橫桿？點OK?單出的對話中S中選擇 All DOF?OK完成約束6）施加載荷假設駕駛人的重量為60kg,那么作用在單車上的力的大小就為600N。設定安全系數為3,則施加在單車上面的力大小為1800No選擇 Main Menu?Solution?Define Loads?Apply?Structural?Pressure?On Areas?選擇上邊的橫梁？點OK?單出的對話框中在 VALUE Load PRES value處設置參數為1800?OK 完

8、成7）打開輸出設置菜并設置參數彈出的對話框中選擇 Main Menu?Solution?Load Step Opts?Output Ctrls?Solu Printout? 勾選 Every substep?OK 完成Cancel8）計算選擇Main Menu?Solution?Soke?Current LS?彈出的對話框如下，點 OK繼續(xù)接著會彈出提示的對話框，點Yes,然后系統(tǒng)開始運算。當提示出現(xiàn)Solution is done對話框表示運算完成，點Close。9）查看等效應力、應變結果 a、查看應變結果Main Menu?General Postproc?Plot Results?Con

9、tour Plot?Nodal Solu?彈出對話框中（如下圖）選擇 Nodal Solution? 在 Undisplaced shape key 中選擇 Deformed shape with undeformed model（方便區(qū)分變形前后的對比 ）？分別查看又Y、Z和總的應變圖X方向的變形圖POML SOinTTONSTEP=lDEC 1 2013LE：14：15UE-Q5-.*68-05-.KZE-QC二5 MTS.37EE-Q57 俄星 73-.lE-OS說4妁£一蹉.2m-C5T"E"SY方向的變形圖Z方向的變形圖.lesE'OS總的變形圖

10、DEU XBOCftL SOLUTTOJ:E：1 5 ：17Q.lfib£-Q4.3313-04.4£E-Q4.462E-34一醛 TE-H.i43£-04.414Z-C4.57SE-04.74SE-O4彈出對話框中（如b、等效應力的結果Main Menu?General Postproc?Plot Results?Contour Plot?Nodal Solu?在 Undisplaced shape key 中選擇卜圖）選擇 Nodal Solution?Stress?von Mises stress?Deformed shape onlyTTCmi MTETCN結論 通過以上分析，可得出以下結論: 1）在ANSYSK通過建立模型，施加邊界條件，來分析結構的受力 情況，對于有應力集中的地方，可通