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1、 CAD/CAE软件实践 课程设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械11005 序 号： 姓 名： 指导教师： 吴修德 张先勇 起止日期：2014年2月23 日 至 3月8日目录第一题.1-7第二题.8-13第三题.14-18第四题.19-24课程设计小结.25第一题1.如图所示零件，所受均布力载荷为q,分析在该作用力下的零件的形变和应力状况，本题简化为二维平面问题进行静力分析，零件材料为Q235。 序号数据（长度单位mm，分布力单位N/cm）ABCDq112407011058240步骤一 创建几何实体模型1建立6个关键点Main MenuPreprocessorModelin
2、gCreateKeypoints in Active CS 1（0,0） 2（0,150） 3(120,150) 4（240,150） 5（240,80） 6（130,80）2连直线Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesLines in Active Coord3组合成平面图形Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitraryBy lines,弹出对话框，用光标选取隔断线段，点OK4画圆建立左边的大圆 MainMenuProprocessorModelingCreateAreasCircleSolid C
3、ircles 输入：WP X：50 WP Y：100 RADIUS：29建立右边的小圆MainMenuProprocessorModelingCreateAreasCircleSolid Circles.输入: WP X：185 WP Y：115 RADIUS：155.在总体中减去2个圆 Main MenuProprocessorModelingOperateBooleansSubtract Areas, 弹出对话框中后，用光标先点基体(即总体，此时总体颜色变红），点“OK”，再点2个要减去的圆，再点“OK” 步骤二 进行单元属性定义1定义单元类型。Main MenuProprocessorE
4、lement Type Add/Edit/Delete 弹出对话框中后，点“Add” 。双弹出对话框，选“Solid”和“8 node 82”,点“OK”，退回到前一个对话框。 体、面没有实常数略2 定义材料属性Main MenuProprocessorMaterial PropsMaterial Models. 弹出对话框，双击StructuralLinerElasticIsotropic。输入弹性模量200000Mpa和泊松比0.3 点击ok。步骤三 画网格 1定义网格(单元)尺寸Main MenuProprocessorMeshingSize CntrlsManual SizeAreas
5、 All Areas, 弹出对话框，输入单元边长为: 3 2划分网格Main MenuProprocessorMeshing MeshAreasFree,弹出对话框，点“pick all”四 加载和求解1定义分析类型Main meun SolutionAnalysis TypeNew Analysis,选择static2定义位移约束Main Menu Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Lines, 弹出对话框后，选择最左边的那条线，再点击 “OK ” ,弹出对话框。选“All DOF”, Value栏输入0.3.加载荷
6、对右边矩形单元定义载荷。Main Menu Solution Define Loads Apply Structural pressureon lines然后再用鼠标选取线段，点ok ，输入力的大小2400N即可4求解Main Menu Solution Solve Current LS五.后处理1 查看总体变形Main Menu General Postproc Plot Results Deformed shape，选择Def+undeformed.2查看位移分布图Main Menu General Postproc Plot Results Contour PlotNodal Solut
7、ion,在弹出的对话框中选：Nodal Solution DOF Solution Displacement vector sum 3查看应力分布图Main Menu General Postproc Plot Results Contour PlotNodal Solution,在弹出的对话框中选：Nodal SolutionStressvon Mises stress第二题1.卷扬机卷筒心轴的材料为45钢，轴的结构和受力情况如下图所示。请先用材料力学计算公式校核心轴的强度；然后利用有限元软件对模型进行有限元分析；并最后对两者的结果进行比较分析。序号数据（长度单位mm，力单位KN）ABCDE
8、F11225925871008820模型简化:解：由静力学知识可知： FAy+FBy-2F=01265 FBy -225F-1150F=0联立方程组解得：FAy =18.26KN FBy =21.74KN从而可得: 在1-1截面处: M1=18.26x0.225=4.109KN.m 在2-2截面处:M2=18.26x0.17=3.104 KN.m在3-3截面处:M3=18.26x0.28-20x0.055=4.013 KN.m 在4-4截面处:M4=18.26x1.15-20x0.925=2.499 KN.m剪力图弯矩图有上数据可见，弯矩最大在界面1-1处，但截面2-2、3-3处直径变小，所以
9、需校核1、2、3三处。1=32M1D3=32x4.109x10-3x0.13=41.854MPa2=32M2D3=32x3.104x10-3x0.0873=48.014MPa3=32M3D3=32x4.013x10-3x0.0883=59.982MPa由于许用强度是100Mpa，所有截面均符合强度要求。一 前处理1建立18个关键点Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypoints in Active Coord 1（0,0） 2（0,35） 3（50,35） 4（50,44） 5（170,44） 6（170,50）7(225,50) 8(280,50) 9
10、(280,44) 10(1095,44) 11(1095,50) 12(1105,50)13(1205,50) 14(1205,55) 15(1215,55) 16(1215,35) 17(1265,35) 18 (1265,0)2连直线Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesLines in Active Coord3组合成平面图形Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitraryBy lines,弹出对话框，用光标选取隔断线段，点OK4 绕直线旋转一周Main MenuPreprocessorModel
11、ingOpreateExtrudeAreasAbout Axis弹出的对话框后点旋转区域，点OK，再点对称线的两个端点，点OK。然后在弹出的对话框中输入ARC“360”，点ok。二 进行单元属性定义1定义单元类型。Main MenuProprocessorElement Type Add/Edit/Delete 弹出对话框中后，点“Add” 。双弹出对话框，选“Solid”和“10node 92”,点“OK”，退回到前一个对话框。 2.定义材料属性Main MenuProprocessorMaterial PropsMaterial Models. 弹出对话框，双击StructuralLine
12、rElasticIsotropic。输入弹性模量200000和泊松比0.3 点击ok。三.划分网格1定义网格(单元)尺寸Main MenuProprocessorMeshingsizecntrlssmartsizebasic在弹出的对话框中选择LVL“4”2划分网格Main MenuProprocessorMeshingMeshVolumes Free，弹出对话框，点“pick all”四 加载和求解1定义分析类型Main menu SolutionAnalysis TypeNew Analysis,选择static2，定义位移约束Main Menu Solution Define Loads
13、 Apply Structural displaymenton Areas选最左边端面，ok，在对话框中选择ALL DOF，VALUE输入0，点OK。同样方法选择右边端面，限制UY和UZ，VALUE输入03.加载荷Main Menu Solution Define Loads Apply Structural force/Momenton Keypiont选择关键点7，OK，然后选择UY，在VALUE栏输入-20000，OK。同样方法，选择关键点12，OK，然后选择UY，在VALUE栏输入-20000，OK。4求解Main Menu Solution Solve Current LS五.后处理1 查看总体变形Main Menu General Postproc Plot Results Def+undeformed2查看位移分布图Main Menu General Postproc Plot Results Contour PlotNodal Solution,在弹出的对话框中选：Nodal Solution DOF Solution Displacement vector sum 3查看应力分布图Main Menu Gener
