ANSYS報(bào)告支座零件建模結(jié)構(gòu)靜力模擬分析2307

..《資料成形過程數(shù)值模擬》題目：支座部件建模及構(gòu)造靜力模擬剖析報(bào)告word教育資料..一、問題描繪上圖為需要成立的模型的3D表示圖，底座為36×70的矩形，四個(gè)角均為半徑為7的倒角，同時(shí)底座上還有四個(gè)半徑為4的通孔，底座上的主體是一個(gè)空心圓柱體，圓柱體高為44，內(nèi)徑為10外徑為17，有一個(gè)凸臺，凸臺上有一個(gè)半徑為6的通孔，同時(shí)在空心圓柱體雙側(cè)還有肋板。使用資料為Q235鋼材，彈性模量為206000Mpa，泊松比0.3，密度為7840kg/M3,折服強(qiáng)度為235Mpa。固定底面不動(dòng)，從上平面施加向下的50Mpa的載荷。二、問題剖析采用自頂向下建模的方式。先做一個(gè)矩形塊為底板，而后對底板的四個(gè)角進(jìn)行倒角，而后在底板上成立四個(gè)圓柱體，用底板減去圓柱通孔。成立中心的大圓柱體，而后再成立一個(gè)半徑為10的小圓柱體，用底板加上大圓柱體減去半徑小的圓柱體形成空心圓柱體。而后成立肋板，并減去空心圓柱體中心的部分肋板，修整肋板。成立凸臺，變換坐標(biāo)系，成立一個(gè)圓柱體在凸臺上，而后減去這個(gè)圓柱體達(dá)到打孔的目的，最后將所有模型進(jìn)行歸并操作。建模達(dá)成后區(qū)分有限單元格并設(shè)置單元尺寸，輸入鋼材的參數(shù)，確立拘束條件，在模型上方施加50Mpa的載荷，經(jīng)過軟件對受力狀況進(jìn)行剖析模擬并保留表示圖。三、模擬計(jì)算過程自上向下建模：定義工作文件名和工作標(biāo)題1）定義工作文件名：File|ChangJobname，輸入文件名稱，OK。2）定義工作工作標(biāo)題：File|ChangeTitle，輸入工作標(biāo)題,OK。3）從頭顯示：Plot|Replot2.顯示工作平面1）顯示工作平面：WorkPlane|DisplayWorkingPlane2）封閉三角坐標(biāo)符號：PlotCtrls|Windowcontrols|WindowOptions|Locationoftriad|Notshown3）顯示工作平面挪動(dòng)和旋轉(zhuǎn)工具欄：WorkPlane|OffsetWPbyIncrements,把角度degreesword教育資料..調(diào)整到90°，而后經(jīng)過旋轉(zhuǎn)X,Y,Z軸來成立，X軸在前，Y軸在右，Z軸在上的右手坐標(biāo)系。生成支座底板1）生成矩形塊：Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Block|ByDimensions,而后分別輸入0，36；0，70；0，10。1VOLUMESTYPENUMMAY11201916:34:03201605224.支座底板倒角操作1）面倒角：Preprocessor|Modeling|Create|Areas|AreaFillet，而后用鼠標(biāo)選擇兩個(gè)訂交的平面，回車確立，在曲面半徑輸入7，回車，重復(fù)四次。1AREASTYPENUMMAY11201917:36:28201605222）體用倒角面分開：Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Divide|Volumesbyarea，先選中整個(gè)矩形塊，回車確認(rèn)，在挨次選中四個(gè)倒角面，確認(rèn)。3）體刪除操作：Preprocessor|Modeling|Delete|VolumeandBelow，挨次選中四個(gè)角，確認(rèn)，刪除支座底板的4個(gè)角。word教育資料..11AREASAREASTYPENUMMAY112019TYPENUMMAY11201917:42:1718:00:192016052220160522支座底板打孔操作1）生成第1個(gè)圓柱體：Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|SolidCylinder輸入WPX=7，WPY=7，半徑4，高度20，OK。2）生成第2個(gè)圓柱體：Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|SolidCylinder輸入WPX=29，WPY=7，半徑4，高度20，OK。3）生成第3個(gè)圓柱體：Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|SolidCylinder輸入WPX=29，WPY=63，半徑4，高度20，OK。4）生成第4個(gè)圓柱體：Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|SolidCylinder輸入WPX=7，WPY=63，半徑4，高度20，OK。5）體相減操作：Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Subtract|Volumes，先選擇被減的基體，OK。在選擇四個(gè)要減去的圓柱體，OK。11VOLUMESVOLUMESTYPENUMMAY122019TYPENUMMAY12201913:46:4813:49:062016052220160522生成中間的圓柱體1）生成第1個(gè)圓柱體：Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|SolidCylinder輸入WPX=18，WPY=35，半徑17，高度44，OK。word教育資料..2）生成第2個(gè)圓柱體：Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|SolidCylinder輸入WPX=18，WPY=35，半徑10，高度60，OK。3）體相減操作：Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Subtract|Volumes，先選中被減的支座底板和半徑為17的圓柱體，OK。再選摘要減去半徑為10的圓柱體，OK。11VOLUMESVOLUMESTYPENUMMAY122019TYPENUMMAY12201914:08:3514:09:2720160522201605227.生成肋板1）生成矩形塊：Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Block|ByDimensions,而后分別輸入14.5，21.5；0，70；10，39。2）筋板用半徑為17的圓柱面分開：Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Divide|Volumesbyarea，先選擇矩形塊，OK。再選擇大圓柱的表面面，OK。3）體刪除操作：Preprocessor|Modeling|Delete|VolumeandBelow，選擇半徑為17的圓柱面所包圍的那部分筋板，OK。11VOLUMESVOLUMESTYPENUMMAY122019TYPENUMMAY12201914:21:0114:25:2320160522201605228.修整肋板1）由重點(diǎn)點(diǎn)生成面：Preprocessor|Modeling|Create|Areas|Arbitrary|ThroughKPs，選擇確立平面的四個(gè)點(diǎn)，OK。2）用面分解體：Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Divide|Volumesbyarea，先選擇兩邊的肋板，OK。再選在分開他們的兩個(gè)面，OK。3）刪除體操作：Preprocessor|Modeling|Delete|VolumeandBelow，選中要?jiǎng)h除的兩塊體積，OK。word教育資料..11VOLUMESVOLUMESTYPENUMMAY122019TYPENUMMAY12201915:19:5115:22:022016052220160522生成凸臺1）生成矩形塊：Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Block|ByDimensions,而后分別輸入18，40；24，46；0，38。2）凸臺用半徑為17的圓柱面分開：Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Divide|Volumesbyarea，先選摘要被分開的矩形塊，OK。再選擇大圓柱表面面，OK。3）刪除體操作：Preprocessor|Modeling|Delete|VolumeandBelow，選摘要?jiǎng)h除的部分，OK。11VOLUMESVOLUMESTYPENUMMAY122019TYPENUMMAY12201915:36:2615:37:35201605222016052210.在凸臺上成立空心圓柱1）平移工作平面：WorkPlane|OffsetWPbyIncrements,在上部的框中輸入40，35，26。2）旋轉(zhuǎn)ZX工作平面：WorkPlane|OffsetWPbyIncrements,在下部的框中輸入0，0，-90。3）生成空心圓柱體：Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|solidCylinder輸入WPX=0，WPY=0，半徑6，高度22，OK。4）體相減操作：Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Subtract|Volumes，先選中凸臺+空心圓柱，OK。在選中要減去的半徑為6的圓柱體，OK。word教育資料..11VOLUMESVOLUMESTYPENUMMAY122019TYPENUMMAY12201916:06:0516:08:5920160522201605225）歸并所有體積：Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Add|6）封閉工作平面：Workplane|DisplayWorkingPlane。7）保留實(shí)體模型數(shù)據(jù)。區(qū)分有限元網(wǎng)格1）選擇單元種類：Preprocessor|ElementType|Add/Edit/Delete單擊“Add”按鈕，彈出“單元種類庫”對話框，選擇“Solid”中的“Brick8node185”選項(xiàng)，單擊OK、CLOSE。2）設(shè)置單元尺寸命令：Preprocessor|Meshing|SizeCtrls|ManualSize|Globe|Sizesize輸入“1”，單擊OK3）生成有限元網(wǎng)格Preprocessor|Meshing|Mesh|Volumes|Free在彈出的拾取框中，單擊PICKALL4）保留有限元模型數(shù)據(jù)1ELEMENTSMAY12201916:59:0320160522word教育資料..12.輸入數(shù)據(jù)1）Preprocessor|MaterialProps|MaterialModels，點(diǎn)擊Structural|Linear|Elastic|Isotropic，輸入彈性模量2.06e5和泊松比0.3，OK。2）Preprocessor|MaterialProps|MaterialModels，點(diǎn)擊Structural|Nonlinear|Inelastic|RateIndependent|IsotropicHardeningPlastic|MisesPlasticity|BIlinear。輸入235和0，OK。3）Preprocessor|MaterialProps|MaterialModels，點(diǎn)擊Structural|Density，輸入密度7.84e-6，OK。4）13.成立拘束面Preprocessor|Loads|AnalysisType|NewAnalysi,，選擇Static。Preprocessor|Loads|DefineLoads|Apply|Structural|Displacement|OnAreas,選中word教育資料..下底面和四個(gè)鉆孔。成立壓力面Preprocessor|Loads|DefineLoads|Apply|Structural|Pressure|OnAreas，選擇大圓柱上平面，OK。結(jié)果圖Solution|Solve|CurrentLS，OK。word教育資料..四、模擬結(jié)果剖析X軸位移：1NODALSOLUTIONSTEP=1MAY142019SUB=122:58:31TIME=1UX(AVG)RSYS=0DMX=.011391SMN=-.00195SMX=.001948MNMX-.00195-.001083-.217E-03.649E-03.001515-.001516-.650E-03.216E-03.001082.00194820160522模型對于凸臺的豎直中分線在大圓柱左右兩邊產(chǎn)生對稱的位移，方向?qū)τ谀Ｐ拖喾矗笮〔淮?，不做深入考慮。底板平移幾乎為零。Y軸位移：1NODALSOLUTIONSTEP=1MAY142019SUB=122:58:46MNTIME=1UY(AVG)RSYS=0DMX=.011391SMN=-.010239SMX=.234E-04MX-.010239-.007958-.005678-.003397-.001117-.009099-.006818-.004538-.002257.234E-0420160522Z軸位移：word教育資料..1NODALSOLUTIONSTEP=1MAY142019SUB=1MN22:59:11TIME=1UZ(AVG)RSYS=0DMX=.011391SMN=-.004992SMX=.001488MX-.004992-.003552-.002112-.672E-03.768E-03-.004272-.002832-.001392.482E-04.00148820160522等效位移：1NODALSOLUTIONSTEP=1MAY142019SUB=1MX23:04:52TIME=1USUM(AVG)RSYS=0DMX=.011391SMX=.011391MN0.002531.005063.006328.007594.010125.001266.003797.00886.01139120160522模型對于凸臺的豎直中分線在大圓柱左右兩邊產(chǎn)生對稱的位移，方向?qū)τ谀Ｐ拖喾?，但大小不大，不做深入考慮。底板平移幾乎為零。Y軸應(yīng)力：word教育資料..1NODALSOLUTIONSTEP=1MAY142019SUB=123:05:14TIME=1SY(AVG)RSYS=0DMX=.011391SMN=-107.811SMX=10.281MNMX-107.811-81.5685-55.3258-29.0831-2.84039-94.6899-68.4472-42.2045-15.961710.28120160522由圖中可見，模型接縫處和小圓柱型通孔處，受較大Y軸應(yīng)力，出現(xiàn)了應(yīng)力集中的現(xiàn)象，可考慮加固辦理或使用高強(qiáng)度資料。其余地方受力較為均勻。等效應(yīng)力：1NODALSOLUTIONSTEP=1MAY142019SUB=123:05:42TIME=1SEQV(AVG)DMX=.011391SMX=99.8374MXMN022.186144.372266.558288.744311.09333.279155.465277.651399.837420160522由圖中可見，最大等效應(yīng)力為99.837＜＝＝235＝156.67（安全系數(shù)取1.5），因此部件n1.5屬于彈性狀態(tài)，可安全使用。但部件接縫處和小圓柱型通孔處，受等效應(yīng)力較大，出現(xiàn)了應(yīng)力集中的現(xiàn)象并呈左右對稱，可考慮加固辦理或使用高強(qiáng)度資料。其余地方受力較為均勻。X軸應(yīng)變：word教育資料..1NODALSOLUTIONSTEP=1MAY142019SUB=123:05:55TIME=1EPELX(AVG)RSYS=0DMX=.011391MNSMN=-.187E-03SMX=.269E-03MX-.187E-03-.860E-04-.353E-04.155E-04.117E-03.218E-03-.137E-03.662E-04.168E-03.269E-0320160522Y軸應(yīng)變：1NODALSOLUTIONSTEP=1SUB=1TIME=1EPELY(AVG)RSYS=0DMX=.011391SMN=-.472E-03SMX=.393E-04

MAY14201923:06:13MXMN-.472E-03-.359E-03-.245E-03-.131E-03-.175E-04-.416E-03-.302E-03-.188E-03-.744E-04.393E-0420160522Z軸應(yīng)變：word教育資料..1NODALSOLUTIONSTEP