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1、ANSYS课程设计实例一 连杆的受力分析一、问题的描述汽车的连杆，厚度为0.5in，在小头孔内侧90度范围内承受P=1000psi的面载荷作用，用有限元分析该连杆的受力状态。连杆的材料属性：杨氏模量E=30106psi，泊松比为0.3。由于连杆的结构对称，因此在分析时只采用一半进行即可，采用由底向上的建模方式，用20节点的SOLID95单元划分。二、具体操作过程1.定义工作文件名和工作标题2.生成俩个圆环面生成圆环面：Main MenuPreprocessorModel CreatAreas CircleBy Dimension，其中RAD1=1.4，RAD2=1，THETA1=0，THETA
2、2=180，单击Apply，输入THETA1=45，单击OK。打开面号控制，选择Areas Number为On，单击OK。3.生成俩个矩形生成矩形：Main MenuPreprocessorModel CreatAreas RectangleBy Dimension，输入X1=-0.3，X2=0.3，Y1=1.2，Y2=1.8，单击Apply，又分别输入X1=-1.8，X2=-1.2，Y1=0，Y2=0.3，单击OK。平移工作平面：Utility MenuWorkPlaneOffset WP toXYZ Location，在ANSYS输入窗口的魅力输入行中输入6.5，按Enter确认，单击OK
3、。将工作平面坐标系转换成激活坐标系：Utility MenuWorkPlaneChange Active Cs toWorking Plane。4又生成圆环面并进行布尔操作生成圆环面：Main MenuPreprocessorModel CreatAreas CircleBy Dimension，其中RAD1=0.7，RAD2=0.4，THETA1=0，THETA2=180，单击Apply，输入THETA1=135，单击OK。对面进行叠分操作，结果如图5.生成连杆体激活直角坐标系：Utility MenuWorkPlaneChange Active Cs toGlobal Cartesian。
4、定义四个新的关键点：Main MenuPreprocessorCreatKeypointsIn Active CS，在对话框中分别输入：X=2.5，Y=0.5，单击Apply；X=3.25，Y=0.4，单击Apply；X=4，Y=0.33，单击Apply；X=4.75，Y=0.28，单击OK。激活总体坐标系：Utility MenuWorkPlaneChange Active Cs toGlobal Cylindrical。生成样条线：Main MenuPreprocessorCreatSplinesWith OptionsSpline thru KPs，拾取上述关键点，单击OK，在对话框中输
5、入：XV1=1，YV1=135，XV6=1，YV6=45，单击OK，生成的样条曲线结果如图所示。6.生成一个新面连线：Main MenuPreprocessorCreatLinesStraight Line，拾取关键点1,18，单击OK。打开显得编号控制显示线：Utility MenuPlotLine，显示结果如图所示。生成连杆体面：Main MenuPreprocessorCreatArbitraryBy Lines，拾取线编号为：6,1,7,25，单击OK，生成结果如图所示。对连杆大头孔进行局部放大：利用工具条上的Box Zoom键，在屏幕上拾取连杆大头孔的画出一个矩形，完成局部放大操作。
6、在线之间进行倒角：Main MenuPreprocessorCreatLine Fillet，拾取屏幕上编号为36,40的线，单击Apply，在出现的对话框中输入RAD=0.25，单击Apply，对编号为40,31和30,39的线重复上述操作，最后单击OK，生成的结果如图由倒角的边界线生成面：Main MenuPreprocessorCreat ArbitraryBy Lines，在图形屏幕上拾取编号为12,10,13的线，单击Apply，在分别拾取线17,15,19，然后拾取线23,21,24，最后单击OK，生成由倒角边界线围成的面，如图所示。所有的面相加：Main MenuPreproce
7、ssorOperateAddAreas，出现拾取框，单击Pick All，有所有的生成另外一个新面，如图所示。7.关闭线号和面号显示关闭线和面的编号显示。显示面。保存几何模型。8.生成2D网格定义单元类型：Main MenuPreprocessorElement typeAdd/Edit/Delete,选择Mesh Facet 200，在Option中设置K1为QUAD 8-NODE，单击OK，如图所示。设置单元尺寸：Main MenuPreprocessorMesh Tool，在出现的工具条上单击Global上的Set，输入Size=0.2，单击OK。然后采用自由网格划分的结果如图。保存网格
8、结果。9.采用拖拉生成3D网格设置3D单元类型：Main MenuPreprocessorElement typeAdd/Edit/Delete，选择Structural Solid，Brick 20node 95，单击OK。设置拖拉方向单元数目：Main MenuPreprocessorOperateExtrudeElem ExtOpts，输入VAL1=3，单击OK。拖拉生成3D网格：Main MenuPreprocessorOperateExtrudeAreasAlong Normal，拾取面，单击OK，输入DIST=0.5，单击OK，生成3D网格如图。 保存3D网格10.输入材料属性Ma
9、in MenuPreprocessorMaterial Models，在对话框中输入EX=30e6,PRXY=0.3，单击OK。完成材料属性设置。11.施加约束和载荷在大孔的内表面施加对称约束：Main MenuSolutionload ApplyStructural DisplacementSymmetry BC On Areas，拾取大孔内表面，单击OK。在Y=0的所有面上施加对称约束施加Z方向的约束，结果如图。12施加力并求解设置面载荷的表示方式：Main MenuPlotCtrlsSymbol，在Show pres convect as后面的下拉列表栏中选择Arrow，单击OK。在小孔
10、内表面施加面载荷：Main MenuSolutionload-Apply_Structural-PressureOn Areas,拾取小孔内表面，单击OK。，在Load PRES value后输入1000选择求解器，求解运算保存结果数据文件13浏览分析结果Main MenuGeneral PostprocPlot ResultContour plot-Nodal Solu，选择Stress，在右侧栏中选择VonMises SEQV，单击OK，结果如图所示。实例二 压力容器的应力分析一、问题的描述企业设计的1台直径700的立式储罐，其中手控直径为88，材料16MnR，设计压力为13.5Mpa，弹
11、性模量201Gpa，泊松比0.3。在压力容器的应力分析设计中，部件设计所关心的是压力沿壁厚的分布规律及大小，可采用沿壁厚方向的校核线来代替校核截面。由于容器为轴对称结构，仅考虑对储罐上半部及手孔一封头-筒体进行缝隙设计。二、具体操作过程1.定义工作文件名和工作标题2.指定单元类型和材料属性3.建立几何模型生成矩形生成部分圆环面叠分面删除面倒角由倒角生成面面相加生成关键点连线生成新面作垂线面分割进行压缩操作合并关键点4.划分网格设置单元尺寸设置全局单元尺寸划分网格5.施加载荷并求解在线上施加约束载荷在节点施加约束载荷在线上施加面载荷施加集中载荷求解运算6.浏览运算结果查看变形结果查看结点Von
12、Mises应力结果实例三 输气管道应力分析一、问题的描述图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图）管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析过程中的单位统。二、具体操作过程1.定义单元类型和材料属性设置计算类型：ANSYS Main Menu: Preferences select Structural OK选择单元类型：执行ANSYS Main MenuPreprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Solid Quad 8node 82 apply Add
13、/Edit/Delete Add select Solid Brick 8node 185 OK Options select K3: Plane strain OKClose如图2所示，选择OK，关闭对话框。设置材料属性：执行Main MenuPreprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，如图3所示，选择OK并关闭对话框。2.创建几何模型选择ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Creat
14、e Keypoints In Active CS 依次输入四个点的坐标：1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) OK生成管道截面。ANSYS 命令菜单栏: Work PlaneChange Active CS toGlobal Spherical ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Lines In Active Coord 依次连接1,2,3,4点OK，如图Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary By Lines 依次拾取四条边OK ANSYS 命令菜单栏: Work PlaneChange Active CS toGlobal Cartesian，如图。拉伸成3维实体模型Preprocessor Modelingoperateareasalong normal输入2，如图。3.生成有限元网格Preprocessor Meshing Meessor-Meshing-Mesh-Volume-Free，弹出一个拾取框，拾取实体，单击OK按钮。生成的网格如图。4.施加载荷并求解施加约束条件：执行Main Menu-Solution-Apply-Structu
