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1、University of限元nd课程作业学号:时间:目录一 问题描述与分析二. ANSYS 操作过程与方法1.定义工作文件名和工作标题2.定义参量3.选择单元类型4.定义材料模型5.定义实常数6.创建节点7.指定单元属性8.创建铰链单元9.指定单元属性10.创建梁单元，用来模拟各个杆三有限元分析101.指定分析类型102.打开大变形选项103.确定载荷步时间和时间步长114.确定数据库和结果文件中包含的内容125.设定非线性分析的收敛值126.施加约束137.求解148.定义变量149.对变量进行数学操作四.结果和课程总结1516一问题描述与分析:背景：从大二以来经常有接触连杆机构，也一直很
2、想定性的了解曲柄滑块机构中滑块 的速度-时间变化曲线。但一直没有准确的计算出结果，甚至有点不知从何下手。然而 由于有限元大作业的压力所迫，我在图书馆翻阅几天的资料后，发现ANSYS能够用来 分析动力学的问题。突然一下，想用它来定性分析滑块的速度，加速度等。最后发现 这是可行的，也就解决了一个我看来已久的难题。问题描述：曲柄滑块机构：R=250 （曲柄长度），L=620 （连杆长度），E=20O（偏距），曲柄为原动件，转速 n l=30r/min由题目给出的条件，根据机械设计的知识可以解得:滑块的行程H=53541行程速比K=1242工作行程T=1108s空回行程T2=0892s二ANSYS操作
3、过程与方法:1. 定义工作文件名和工作标题a 定义工作名：Utility MenuFileChange Jobname,在出现 的的对话框中输入qubing”，再选中New log and error fig” 处于“Yes”，单击“Ok”。出现的对话框中输入单击“Ok”。B 定义工作标题.Utility Menu File Change Jobname，在 TheStresscalculatingofhuakuai”,2. 定义参量拾取菜单 Utility Menu ParamrtersScalar Parametera 在出现的对话框中输入P*3.】415926,单击“Accept”按钮，
4、依次输入R=0.25,L=0.62,E=0.2,OMGA1=30，T=69/OMGA1,FI0=ASIN(E/(R+L),AX=0,AY=0,BX=R*COS(FI0),BY=-RSIN(FI0),CX=(R+L)*COS(FI0),CY=-E ,同时单击“Accept”按钮；最后单击对话框里的“Close”按钮。3. 选择单元类型 拾取菜单 Main MenuPreprocessorEleme nt TypeAdd/Edit/Delete,在出现的对话框中，单击“Add”按钮；弹出 对话框，选择 “Combination” - “Revolute joint 7”，单击 “Apply” 再选
5、择 “Structural Beam”_“3D elastic 4”，单 击“k”，最后单击对话框里的“Close”按钮。Element TypesDefined flement Types!NON! DEFLNEDLibrary of E lenicrt T/pesEle-fnent cyp* re+wence numbwANSYSIJttf 2H 2Q121BIO41O6/V Library of E lerrentVkw Solid 匚口 rrtact baikrtSpring-damptr 14Nonlin spring 29 Cjornbinaiion 40j*-Combi冋 ion
6、RpMolute join! 7Thermal Mess LinkCinirol elern 37Rwolute joint 71A Element TyptsDefined Elemenl Types!匚 OMBFN7J Lihrary of Elemeritlib叫 of Etement TypetEltmmt uypc relere-nce numberplaitic 24Structural MasslinkBt-amPipe SolidShell2汨 d-sstic4. 定义材料模型拾取菜单 Main MenuPreprocessorMaterical PropsMaterical
7、Models.在出现的对话框中，在EX=2e11, PRXY=03, 单击“ok”，再拾取“Desity”，DENS=le-14,单击“k”，最后单击对 话框里的“Close”按钮。T1T12 ellAdd TemperatureCKDel eie Tern peratu rmLinear Isotrupic Pruperties for Meril Number 1Linear Isotropic Material P-operties for Material Number 1Density for Material Number 1A Density tor Marte ria I Nu
8、nberlOK I Cancel | Helf ITemperaturesPRXYAdd TemperatureDelete TemperatureTerri psraturei | DENS5. 定义实常数拾取菜单 Main MenuPreprocessorReal ConstantsAdd/Edit/DJete,在出现的对话框中，单击“Add”按钮，选择“Type】”，依次输入1 E9,1E3,1E3，0，单击 “ok”，选择 “Type2”，次输入4E4,13333E8,13333E8,002,002，单击“ok”最后单击对话框里的“dose”。Real Constant Set Num
9、ber 2. for BEAMX-Y crsnElatiDnal stiffn&EE KIAREA4e-4of inertia1ZZTorsion sio-f inertia1YYTKZTIFTKYJoint m旺*MASSTHETAPreload torqueTLCADInitial strainISTRNStarting status-STARTTorsicnal moment of inertia 1XXLawer stop (reverse rot)STOPLUpper itnp ffon/jard ra-tSTDPUShear deflection const ZSHEAR!Rota
10、tional interferenceRDTShear deflection const SHEARYExponential in RVTMOD equaticn C2Scalar in RVMOD equationElement Type Reference No. 2 Real Constant Set No.Thickness along V axisr/ Real Comtant tet Number 1, for COMBTN7Element Type Reference No. 1 Real Consant Set No.OHentatiDn 占bout X axisCrcss-s
11、edtional areaFriction lEKqueMess momenfi cf inertiaI MASSRot-X + Rot-Y stffness K3Rntatinnfil uiscoux frirfin-n CTScalar in RVMOD equation ClZdirection stiffness K2Thickness along I axisRotational frequencyAdded mass/unit length6. 创建节点Main MenuPreprocessorModelingCreateIn ActiveCS在弹出的对话框中依次输入：1:AX,A
12、Y,0,2:BX,BY,0,3:BXBY,0,4:CX,CY,0,5:BX,BY,-17. 指定单元属性MainMenuPreprocessorModelingCreateElementsElemAttrubutes. 弹出的对话框中输入如下图：8. 创建铰链单元 MenuPreprocessorModelingCreateElementsAuto NumberedThru Nodes. 弹出的对话框中，拾取窗口输入“2，3，5” 单击“ok”9.指定单元属性MenuPreprocessorModelingCreateElementsElemAttrubutes,选择 “2 BEAM 4” “
13、Real=2”10.创建梁单元，用来模拟各个杆MenuPreprocessorModelingCreateElementsAutoNumberedThru Nodes。拾取 1, 2,单击 “Apply”，拾取 3, 4,单击 “ok”。三.有限元分析1.指定分析类型MenuSolutionAnalysis TypeNew Analysis. 选 择 “Transient” 单击 “ok”。2.打开大变形选项MenuSolutionAnalysis TypeAnalysis Option ，将 “NLGEOM” 单击 “ok”3.确定载荷步时间和时间步长MenuSolutionLoad Ste
14、p OptsTime/FrequenceTimeTimeTime Step,输入如下:八 Full Transient Analysis-valid only forhJLGEOM Large SSTJFI tir&-EtjNROPT IM ewton - Ra phso n optionTRNOPT VT Speedup EQSLV Equation solveTo I eranca-yLerv&l -Multiplier -validMatirijK files -valid only for Sparse Single Pr&ci&ion - valid only fo Me-mory Save-rrOFFST Temperatuire- difference-rTIIME Time- at e-nd of load stepFOE LT P
