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1、姓名： 大 连 理 工 大 学学号： 课 程 名 称： 工程计算软件系统 试卷： 无 考试形式：大作业院系： 授课院（系）：工程力学系 第一题总分标准分100100得分 级 _ 班 一、综述题（共100分）用ansys软件建立如下模型，并进行静力与模态分析。静力分析要求贴出结构Mises应力及合成位移的云图。模态分析要求求出结构前三阶自振模态，贴出前三阶模态的振型图。并用文字简要叙述建模过程及思路。材料性质：弹性模量E=2.1E11Pa，泊松比v=0.3，密度为7800kg/m3边界条件：4个圆柱孔表面全部固定约束。荷载：半圆弧表面受均布压力荷载，大小为1.5e6 Pa。模型：图示尺寸均为毫米
2、，4个圆孔半径均为150毫米。倒角半径均为250毫米荷载作用面50050020020001200R=10002500R=250R=15028005003500ANSYS建模实例分析1建模过程及思路使用前处理器：Preprocessor1分析制定方案材料性质：弹性模量E=2.1e5MPa，泊松比v=0.3，密度为7.8e-9T/mm3。边界条件：4个圆柱孔表面全部固定约束。单元：solid92。荷载：半圆弧表面受均布压力荷载，大小为1.5M Pa。模型：图示尺寸均为mm，4个圆孔半径均为150mm，倒角半径均为250mm。2定义单元类型与材料属性Main Menu: PreprocessorEl
3、ement TypeAdd/Edit/DeleteSelect solid 92。Main Menu: PreprocessorMaterial PropsMaterials Models填入EX、PREX、DENS。3创建基座模型：3500x2800x500Main Menu: PreprocessorModelingCreateCreateVolumesBlock。4在基座上创建四方体：2500x2000x1200Main Menu: PreprocessorModelingCreateCreateVolumesBlock。5在此四方体（2500x2000x1200）上创建一个圆柱体：R=
4、1000移动工作平面：Utility MenuWorkplaneOffset WP by Increments。创建圆柱体：Main Menu: PreprocessorModelingCreateCreateVolumesCylinder。6布尔运算生成半圆弧孔Main Menu:Preprocessor Modeling OperateBooleans Subtract。7在基座上创建圆柱体：R=150移动工作平面：Utility MenuWorkplaneOffset WP by Increments。创建圆柱体：Main Menu: PreprocessorModelingCreate
5、CreateVolumesCylinder。8复制圆柱体Main Menu: PreprocessorModelingCopy。9布尔运算生成圆孔Main Menu:Preprocessor ModelingOperateBooleansSubtract。10创建倒角：R=250多种方式，可以先创建小四方体，再创建1/4圆柱体，最后进行Add操作！Main Menu:Preprocessor ModelingOperateBooleansAdd。也可以使用Area Fillet操作创建倒角！Main Menu: PreprocessorModelingCreateCreateAreaArea
6、Fillet。11在倒角上创建圆柱体：R=150Main Menu: Preprocessor ModelingCreateCreateVolumesCylinder。12布尔运算生成圆孔Main Menu:Preprocessor Modeling OperateBooleansSubtract。13镜像形成对称圆孔并粘接到一起Main Menu:Preprocessor ModelingReflect。14粘接到一起形成完整实体Main Menu:Preprocessor ModelingOperateBooleansGlue。进行Add操作也可。15划分单元剖分网格Main Menu:P
7、reprocessor MeshingMeshtool。16模型检查17存储模型附：建模方案多种多样，上述建模方式为整体建模，而另一种高效率建模方式：可以先建立一半模型，然后镜像形成完整模型。建模关键点：1. 注意Ansys中的单位制使用问题例如材料的实常数为：EX=2e11Pa，PRXY=0.3，DENS=7.8e3Kg/m3。那么上面的实常数在mm单位制（即模型尺寸单位为mm）下输入到Ansys时应为EX=2e5MPa，PRXY=0.3，DENS=7.8e-9T/mm3。 2. 注意Ansys中的布尔运算操作包括Add操作，Glue操作，Subtract等操作的使用。3. 注意Ansys中
8、的坐标系的使用总体坐标系（Global CS），局部坐标系( Local CS )，工作平面坐标系( Working Plane CS )之间的关系及操作。有孔实体的网格模型2静力分析-结构Mises应力图使用求解器：Solution使用后处理器：General Postproc/TimeHist Postproc1选择分析类型Main MenuSolutionAnalysis TypeNew AnalasisSelect Static。2施加边界条件：4个圆柱孔表面全部固定约束Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStrucuralDisplacementOn
9、Areas。3施加荷载：半圆弧表面受均布压力荷载，大小为1.5MPaMain MenuSolutionDefine LoadsApplyStrucuralPressure On Areas。4执行求解Main MenuSolutionSolveCurrent LS。5查看Mises应力图Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour plotNodal Soluvon Mises stress。注：静力分析采用剖分网格的大小：100Mises应力云图3静力分析-合成位移云图5查看位移云图Main MenuGeneral PostprocPlot Res
10、ultsContour plotNodal SoluDOF SolutionDisplacement vector sum。注：静力分析采用剖分网格的大小：100位移云图说明：静力分析（Static analysis）是结构分析的基础，目的是在静载荷作用下求出结构的应力分布，变形情况（刚度分析），失稳可能性及极限载荷。4模态分析-一阶模态求解器：Solution后处理器：General Postproc/TimeHist Postproc1选择分析类型Main MenuSolutionAnalysis TypeNew AnalasisSelect Modal。2施加边界条件：4个圆柱孔表面全部
11、固定约束Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStrucuralDisplacementOn Areas。3分析设置Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Analasis Analasis Options。4执行求解Main MenuSolutionSolveCurrent LS。5查看Main MenuGeneral PostprocRead ResultsFirst Set。或者Main MenuGeneral PostprocRead ResultsBy Pick。Main MenuGeneral PostprocPlot Re
12、sultsContour plotNodal SoluDOF SolutionDisplacement vector sum。注：模态分析采用剖分网格的大小：150一阶模态5模态分析-二阶模态5查看Main MenuGeneral PostprocRead ResultsNext Set。或者Main MenuGeneral PostprocRead ResultsBy Pick。Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour plotNodal SoluDOF SolutionDisplacement vector sum。注：模态分析采用剖分网格的
13、大小：150二阶模态6模态分析-三阶模态 5查看Main MenuGeneral PostprocRead ResultsNext Set。或者Main MenuGeneral PostprocRead ResultsBy Pick。Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour plotNodal SoluDOF SolutionDisplacement vector sum。注：模态分析采用剖分网格的大小：150三阶模态说明：模态分析（Modal analysis）是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。
