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1、一、摘要1二、前言1三、1750机架强度与刚度分析与校核 21、三维模型的创建及导入 22、载荷与约束的施加 23、求解34、读取分析结果 3四、压下螺丝与螺纹接触问题分析 51、三维模型的创建及导入 52、施加载荷和约束 63、求解74、结果分析9五、心得体会9六、参考文献 9Ansys课程设计三级项目小组成员:指导教师:日 期：2014年6月1日亠、摘要此次项目主要是对于轧机的机架以及压下螺丝和螺母的有限元分析以及强度校核。在对机架以及压下螺丝及螺母接触副三维建模后，导入ansys有限元分析软件进行分析。首先，对机架进行合理网格划分，以及边界条件、载荷的施加，给出机架内的应 力分布、位移分
2、布（纵向、横向）以及最大应力值、发生位置，校核机架是否满足强度 要求，并计算机架的纵向刚度。然后，对压下螺丝、压下螺母进行接触分析，给出压下 螺丝螺母内的应力分布、位移分布以及最大应力值、发生位置，校核零件是否满足强度 要求。关键字：ansys有限元应力位移强度、八 、,1、刖言本课程三级项目以有限元法在轧制工程中的应用为核心，通过该项目的 实施使学生加深对有限元法的理解，并初步具备运用有限元法进行一般工程 问题分析的能力，包括三维建模能力、理论模型建立能力、分析求解和验证 能力等，掌握使用先进有限元软件进行现代化工程优化设计与分析的技能。 引导学生积极思考、主动学习，锻炼和提高学生的交流、沟
3、通和表达能力以 及团队合作能力，培养学生的责任感和职业道德。小组成员成员任务Word文档制作1750机架有限元分析压下螺丝螺母接触分析Ppt制作三、1750机架强度与刚度分析与校核1、三维模型的创建及导入(1 )、在solidworks软件中创建机架的三维图，并保存为*.x-t格式文件，打开 ansys软件。通过 multi manuimportparameter1750j01.x-t，将创建的模型导入ansys软件中。(2) 、设置单元类型ANSYS Main Menu Preprocessor Eleme nt Type Add/Edit/Delete选取10node187单元(3) 、设
4、置材料属性ANSYS Main Menu Preprocessor Material Props Material Models各向同性线弹性材料：E=2e11, v =0.3(4) 、网格划分ANSYS Main MenuPreprocessorMeshtool 选择 Smartsize,设置网格疏密程度 4 级，点击 mesh。可根据需要，在应力比较集中之处细化网格。选中要划分的体(亦可点击Pick All )，点击ok。出现警告信息点确定即可。2、载荷与约束的施加(1) 、施加对称约束ANSYS Main MenuSolutionDefine LoadsStructuralDisplac
5、ementSymmetry B.Con Areas选取3个对称面，点击 ok。(2) 、施加轧制压力 pressureANSYS Mai n Men uSolutio nDefi ne LoadsStructuralPressureo n Areas选定机架上与压下螺丝接触的位置施加压力，输入压力值：总轧制力P/4/作用面面积选定机架上与下支承辊轴承座接触的位置施加压力，输入压力值：轧制力P/4/作用面面积。(3) 、机架地脚螺栓孔施加固定位移约束ANSYS Main Me nuSolutio nDefi ne LoadsStructuralDisplaceme nt -on Areas 选取
6、地脚螺栓孔内部的四个面，点击ok。3、求解ANSYS Main MenuSolutionSolveCurrent LS ,出现 verify 对话框选择 yes,分析完后点 击 close4、读取分析结果(1) 、显示变形后的结果(2)、Y方向的位移HZOkl S-ZLTTimiSIEF-1SUB -1TIHE-1DY(AVSJHEX -.5ZTE-01SMISWC -.SOTE-35ANSYSRIA.5JUB 2 2014D!dS:D2-.IGBE-Di-.1H2E-EH. 137E-0S.43SE-03：-.BfOE-01_6JTE-04.Z1 IE-08.3B9E-05. SDFE-Oa
7、：J S.1750M75D01.x_t由Y方向的位移图可以看出：最大位移为 Y1=0.507e-3m,最小位移Y2=-0.158e-3m。所以零件的纵向刚度为fk=P/2/y=2e7/2/(0.507e-3+0.158e-3)=1.5e10N/m(3)、等效应力查看NODJkl SOLUIIffil3TET-1 SUB ! 7IHE-1-.52?-03 5WM -7030.62 5HX -.fiJlE+OEANSYSRIMJEW 2 2*0147030.62. lS4El-ae J3TE40B.4flE+Oe611E-C5 23QiE*-fl3.3B4E40E 5S7ED8.f91L40BTO
8、DAL KU.UTIDH5TEP-L SITE LTIME-1 翌QVfAVntLMX =.362-03 5ME 7030.6Z 5MX -,411E*067C3C.G2.&14H-D7.4S7EtD7Files BaM7501750MrKrL37EmLE 3EH-D6.274+-De.2ZEE*0B.3Z0E*0BuS65El-0er4LLE*08File: P A1750X50)01 K_t查看立柱处等效应力：multima nu-select-e ntity-eleme nt-OK-box-OK-plotctrl-replot同样的方法得到上横梁的等效应力：ANSYSR14.5JW 2
9、和 141 319x573TEF-1SUB诃SEgv（的5|3HX .527E-a92MH a2925C65MX -,-5ilE+08ANISYSH14.5JUH 2 2D14LAi23e3.429群 M.15 6E-C6.749EI47-305E+QS-232E40Ba3S5E+PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete 设置单元类型为solidQuad 4n ode 182点击单元 Options，将 Element Behavior 设为 Axisymmetric（轴对称）（3）、设置材料属性ANSYS Main MenuPreprocessorMat
10、erial PropsMaterial Model 添加压下螺丝材料 模型，弹性模量2.06e5MPa，泊松比0.3添加压下螺母材料模型，弹性模量1.8e5MPa,泊松比0.3(4) 、ANSYS Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitraryBy lines分别 创建压下螺丝、螺母(5) 、网格划分ANSYS Main Me nuPreprocessorMeshi ngMeshtool对压下螺丝进行网格划分在 MeshTool 对话框中，Element Attributes 中，点击 set，Element type number 设为 1
11、 PLANE42， Material Numeber 设为 1选择智能网格划分(选中Smart Size)，网格疏密程度设为4点击mesh,选中压下螺丝。同理对压下螺母进行网格划分，只是将材料模型换为2号。最终得到划分网格后的模型(6) 、建立螺纹之间的接触A、 目标面(Target surface)拾取，类型为：LinesB、 点击Pick Target ，拾取图中压下螺丝上与压下螺母接触的线，拾取方式可结合single 和 loopC、 点击ok后，回到接触对向导 Con tact Win zard对话框，点击 n ext拾取接触面 con tact surface,D、拾取压下螺母上与压
12、下螺丝接触的线E、点击next，设置摩擦系数为 0.3，点击createF、检查接触面方向是否正确(方向朝向彼此是正确的)2、施加载荷和约束(1) 、压下螺母上方施加固定Y向位移约束(2) 、压下螺丝中心线固定X方向位移(3) 、在压下螺丝下表面施加压力载荷，压力大小为：轧制力P/2/压下螺丝断面积3、求解(1)、ANSYS Main MenuSolutionsolvecurrent LSANSYS Mai n Men uGe neral PostProcPlot ResultsDeformesShape 读取变形结果Solutio ntraai mluiicuDI(KVBjm -帖即軸彌十5
13、HX .DD66SZ(2) 、ANSYS Main MenuGeneral PostProcPlot ResultsNodal SoluNodalDOF solut in X-compo nent of Displaceme nt 读取径向位移场ANSYSHL4.5d 2 2014 21sD1J59(3) 、ANSYS Main MenuGeneral PostProcPlot ResultsNodal SoluNodal SolutionDOF solutinY-component of Displacement 读取垂直方向位移场Hom, scLinieflANSYSR345STO -1TIHE-LmrCkvgiRSTEM沁5硏列jma 2 sou21：Q2S5CI.DDfiSL.0121.025242.o&ea.050493.016931.031552.Q56794(4) 、ANSYSMai nMen uGe neral PostProcPlot ResultsNodal SoluNod
