ansys课程设计-连杆实例的受力分析655

《ansys课程设计-连杆实例的受力分析655》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ansys课程设计-连杆实例的受力分析655（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 ANSYS 课程设计 连杆实例的受力分析 一.问题描述 厚度为 0.5 英寸的汽车连杆在小头孔周围 90 度处承受P=1000psi 的表面载荷。用有限元法分析了连杆的应力状态。连杆材料性能:模量 E=30106psi，泊松比 0.3。 因为连杆的结构是对称的，所以只能进行一半的分析。采用自底向上的建模方法，采用 20 节点 SOLID95 单元进行划分。 二、具体操作流程 1.定义工作文件名和工作标题。 2.生成两个圆环体。 生成圆环:主菜单预处理器模型创建面积圆按尺寸，其中RAD1=1.4，RAD2=1，1 = 0，2 = 180，单击应用，输入 1 = 45，然后单击确定。 打开“面编

2、号”控件，选择“区域编号”作为“打开”，然后单击“确定”。 3.生成两个矩形。 生成矩形:主菜单预处理器模型创建面积矩形按尺寸，输入X1=-0.3，X2=0.3，Y1=1.2，Y2=1.8，点击应用，然后分别输入X1=-1.8，X2=-1.2，Y1=0，y2 = 0。 平移工作平面:工具菜单工作平面偏移 WP to XYZ 位置，在ANSYS 输入窗口的 charm 输入行中输入 6.5，按 Enter 键确认，然后单击确定。 将工作平面坐标系转换为活动坐标系:工具菜单工作平面将活动坐标系更改为工作平面。 4.生成圆环体并执行布尔运算。 进行面对面折叠操作，结果如图。 5.生成连杆体。 激活直

3、角坐标系:工具菜单工作平面将活动坐标系更改为全局笛卡尔坐标系。 定义四个新的关键点:主菜单预处理器创建关键点”在 Active CS 中，在对话框中输入 X=2.5，Y=0.5，点击应用； ；X=3.25，Y=0.4，点击应用； ；X=4，Y=0.33，点击应用； ；X=4.75，Y=0.28，点击确定。 激活全局坐标系:工具菜单工作平面将活动坐标系更改为全局圆柱坐标系。 生成样条线:主菜单预处理器创建样条线用选项样条线通过 KPS，拾取上面的关键点，点击确定，在对话框中输入:XV1=1，YV1=135，XV6=1，YV6=45。点击确定，生成的样条结果如图所示。 6.生成新面孔。 打开外观编

4、号控制。 线:实用菜单绘图线，显示结果如图所示。 生成连杆面:主菜单预处理器创建任意通过线。接机线路号为:6、1、7、25。点击 OK，生成的结果如图所示。 连杆大头孔局部放大:使用工具栏上的方框缩放键，拾取屏幕上的连杆大头孔，绘制一个矩形，完成局部缩放操作。 线间倒角:主菜单预处理创建线圆角，在屏幕上拾取编号为 36 和 40 的线，点击应用，在出现的对话框中输入 RAD=0.25，点击应用，对编号为 40，31 和 30，39 的线重复上述操作，最后点击确定，生成的结果如下图所示。 添加所有的面:主菜单预处理器操作添加区域，拾取 框 出 现 。 单 击“全部拾取”以生成另一个包含所有面的新

5、面，如图所示。 7.关闭行号和面号的显示。 关闭线条和面的数字显示。 显示表面。 8.生成 2D 网格 保存网格结果。 9.拖动以生成三维网格。 设置三维单元类型:主菜单预处理程序元素类型添加/编辑/删除，选择结构实体，砖 20 节点 95，然后单击确定。 设置拖动方向单位的数量:主菜单预处理器操作纹理。 DeElem ExtOpts，输入 VAL1=3，然后单击确定。 As 沿法线，拾取曲面，点击确定，输入DIST=0.5，点击确定，生成如图所示的 3D网格。 10.输入材料属性。 主菜单预处理程序材质模型，在对话框中输入 ex = 30e6 和 prxy = 0.3，点击确定。完成材料属性

6、设置。 11.应用约束和载荷。 Y=0 时，对称约束将应用于所有面。 在 Z 方向应用约束，结果如图所示。 12 用力，求解。 选择规划求解，求解操作 保存结果数据文件。 13.浏览分析结果。 主菜单通用后期处理绘图结果等高线图-节点解，选择应力，在右栏 中 选 择VonMises SEQV，然后单击确定。结果如图所示。 两个压力容器实例的应力分析 一.问题描述 企业设计的直径 700 的立式储罐，其中手动直径 88，材质16MnR，设计压力 13.5Mpa，弹性模量 201Gpa，泊松比 0.3。 在压力容器的应力分析和设计中，构件设计关心的是压力沿壁厚的分布规律和大小，可用沿壁厚方向的校核

7、线代替校核截面。由于容器为轴对称结构，所以只考虑储罐上半部与手孔封头筒体之间的间隙设计。 二、具体操作流程 1.定义工作文件名和工作标题。 2.指定单位类型和材料属性。 3.建立几何模型。 生成部分圆环 删除面孔 面 通过倒角生成曲面 生成关键点 生成新表面 制作垂直线 执行压缩操作。 划分网格 设置单位尺寸 设置全局单元格大小 网格划分 5.施加载荷并求解。 约束载荷施加在绳索上。 求解操作 6.浏览计算结果。 查看变形结果 实例中三条输气管道的应力分析 一.问题描述 R1=0.3 R2=0.5 承受内压：1.0e8 Pa 图 1 均匀压力下输气管道计算分析模型(横截面) 管道材料参数: 弹

8、性模量 e = 200 GPA 泊松比 v=0.26。 根据结构的对称性，应该只分析 1/4。另外，在分析过程中要注意单位制。 二、具体操作流程 1.定义单位类型和材料属性。 选择单位类型: 执行 ANSYS 主菜单预处理器元素类型添加/编辑/删除添加选择实体四边形 8 节点 82 应用。 添加/编辑/删除添加选择实心砖 8 节点 185确定 选项选择 k3:平面应变确定关闭如图 2，选择确定关闭对话框。 设置材料属性: 执行主菜单预处理材质道具材质模型结构线性弹性孤立，在 EX 框中输入 2e11，在 PRXY 框中输入 0.26，如图 3，选择确定，关闭对话框。 2.创建几何模型 ANSY

9、S 命令菜单栏:工作平面改变活动 cs 为全局球面 ANSYS 主菜单:预处理建模创建线在活动坐标中依次连接 1、2、3、4 点确定，如图所示。 预处理建模创建区域任意按直线依次拾取四条边确定ANSYS 命令菜单栏:工作平面改变活动 CS 为全局笛卡尔，如图。 拉伸成三维实体模型 预处理建模操作区域沿法线输入 2，如图所示。 3.生成有限元网格。 预处理网格化预处理-网格化-网格-自由体积，弹出拾取框，拾取实体，点击确定按钮。生成的网格如图所示。 4.施加载荷并求解。 施加约束: 执行主菜单-求解-应用-结构-位移-on 区域，弹出拾取框，拾取前平面，点击确定按钮，弹出如图8 所示对话框，选择

10、“UY”选项，点击确定按钮。同样，执行主菜单-解决方案-应用-结构-位移-on 区域，会弹出一个拾取框。拿起左平面，点击 OK 按钮，弹出如图 8 所示的对话框。选择“UX”选项，然后单击“确定”按钮。 执行主菜单-求解-应用-结构-施压区域，弹出拾取框，拾取表面，点击确定按钮，弹出如图 10 所示对话框，输入如图所示数据1e8，点击确定按钮。如图所示。生成的结构如图所示。 找到解决办法 执行主菜单-求解-求解-当前，会弹出一个提示框。浏览后，执行文件-关闭，并单击确定按钮开始解决方案操作。出现解决方案完成对话框。单击“关闭”按钮完成解决方案操作。 5.展示结果。 显示变形的形状: 执行主菜单

11、-通用位置过程-绘图结果-变形形状，弹出如图 11 所示的对话框。选择“Def+underformed”单选按钮，并使用单个按下OK 按钮。生成的结果如图所示。 浏览节点上的冯米塞斯应力值: 执行主菜单-通用位置过程-绘图结果-等高线图-节点解，弹出如图15 所示对话框。设置完成后点击确定按钮，生成的结果如图所示。 6.以扩展的方式显示计算结果。 设置扩展模式: 执行 utility 菜单-plot ctrl-style-symmetry expansion，弹出如图对话框。选择“1/4 二面角对称”单选按钮，单击确定按钮，生成的结果如图所示。 显示为等值线: 执行 utility 菜单-pl

12、ot ctrl-device options，弹出如图所示对话框，生成的结果如图所示。 四块板圆孔的应力集中 问题的描述 受双向拉伸的无限大板，其中心有一个小圆孔，相关的结构尺寸如下:材料性质为:弹性模量 E=2e11Pa，泊松比 v=0.3，拉伸载荷q=1000Pa，圆孔直径=10mm，板厚 t=1mm。 二、具体操作流程 1.定义工作文件名和工作标题。 定义工作文件名:工具菜单文件更改作业名，在出现的对话框中输入“Plate”，选择“新建日志和错误文件”复选框为？“是”，点击“确定”。 重新显示回复图。 2.显示工作平面。 3.创建几何模型 生成小圆孔:在 WP X 处输入 0，在 0 处

13、输入 0，在 WP Y 处输入 0，在半径处输入 5，然后单击“确定”。 曲面减法:使用布尔运算，从正方形的面积中减去圆形的面积，生成结果。 保存几何模型:单击工具栏上的保存数据库。 4.定义单元格属性。 定义单位类型: 1 定义材料属性: 保存数据:单击工具栏上的 SAVE_DB。 5.生成有限元网格: 设置网格的大小。 使用映射网格划分单位:选择 Areas_Mapped in mesh，然后选择by corners，会出现一个拾取框。点击确定，会出现另一个拾取框，依次拾取编号为 5、2、4、6 的四个关键点。单击“确定”生成网格。 保存结果:点击工具栏上的 SAVE_DB。 6.施加载荷

14、并求解。 荷载施加:拾取编号为 L2 和 L3 的线段，施加以下荷载，并显示生成的荷载。 解决方案:点击解决方案中的当前 LS，弹出检查信息窗口。浏览确认后关闭，系统开始分析计算。显示解决方案完成后，关闭提示框。 保存结果:操作同上。 7.浏览计算结果。 显示变形形状:点击绘图结果，然后点击后处理中的变形形状，会弹出如图所示的对话框。选择“定义+未变形”,然后单击“确定”显示结果。 显示节点上的 Von Mises 应力值:绘图结果“节点解”。在弹出的对话框中点击应力，选择冯米塞斯 SEQV，点击确定，显示彩色云图。 8.以扩展的方式显示计算结果。 设置模式:绘图控制样式对称扩展周期/循环对称

15、扩展。在弹出的对话框中单击“确定”,接受其默认设置。 五圆盘例子的大应变分析 问题的描述 两块钢板夹着一个圆盘。圆盘的材料性能如下 :弹性模量:E=1000MPa，泊松比:v=0.35，屈服强度:屈服强度=1 Mpa，剪切模量:Tang Mod=2.99Mpa由于上下钢板的刚度远大于圆盘的刚度，钢板与圆盘壁之间的摩擦力足够大，所以建模时只建立圆盘模型。 二、具体操作流程 1.定义工作文件名和工作标题。 定义工作文件名:实用程序菜单文件更改作业名，在出现的对话框中输入“印版”，在“新建日志和错误文件”复选框中选择“是”，然后单击确定。 定义职称:如上点击更改职称，在出现的对话框中输入“带小圆圈的

16、板应力分析”，点击“确定”。 再次显示 replot。 2.定义参数、材料属性和单位类型。 定义参数的初始值:参数标量参数，弹出如下对话框。在“选择”下输入:L=3，然后单击“输入”;D=12，点击回车关闭窗口。 设置材料属性:EX=1000，prxy = 0.35，屈服强度= 1mpa，Tang mod = 2.99mpa，关闭窗口，完成材料属性设置。 定义单位类型: 元素类型增加/编辑/删除，弹出的对话框选择增加，又弹出一个对话框。在左侧列表中选择 Visco Solid，在右侧列表中选择 4 node Plas 106，如图所示，点击确定。点击选项，弹出一个对话框，然后从单元行为下面的菜

17、单中选择轴对称，点击确定关闭窗口，完成单元类型设置。 3.生成有限元模型。 设置单元大小:设置图形中的长线。 set:NDIV = 12 ； 接 一 个 短线:NDIV=5， 完成了。 分割贴图网格:在网格中选择 区域_映射，选择 3 面或 4 面后，熄灭 现在一个选择框，点击选择所有，并划分网格。 后期效果图。 保存网格划分结果:点击另存为， 在出现的对话框中输入尽可能大的文件名。 _Disk_Mesh.db，点击确定。 5.应用耦合约束 选择 Y=1.5 的所有节点:选择实体，会弹出一个工具栏。在顶部列中选择“节点”,在第二列中选择“按位置”,然后选择“Y 坐标”,在“最小值和最大值”下的

18、“输入”列中输入 1.5，然后单击“确定”。 选择所有项目:选择所有项目。 4.在线上应用对称约束 在 X=0 的直线上应用对称约束:解载荷_应用位移对称 b.c _线。出现一个选择框，选择编号为 4 的线，然后单击确定。 在 Y=0 的直线上应用对称约束:求解载荷_应用置换对称 b.c _线，出现一个拾取框。拾取编号为 1 的行，然后单击“确定”。 在所有节点上应用 UZ 约束:“解决方案”“载荷应用”“置换”“在节点上”,将出现一个拾取框。点击全选，弹出对话框。在后面选择UZ，然后点击确定。 将约束数据保存到文件:文件另存为，在出现的对话框中输入文件名，然后单击确定。 5.定义分析类型和选

19、项 指定分析类型:解决方案分析类型_新建分析，弹出对话框，选择静态，点击确定。 设置分析选项:解决方案分析选项，会弹出一个对话框，设置大变形效果，点击确定。 打开预测器:解非线性预测器，会弹出对话框，点击确定。 在节点 14 的 Y 方向应用一个-0.3 的位移:solution load _ apply displacement on nodes，会出现一个拾取框。选择编号为 14 的节点，然后单击“确定”。弹出一个对话框，选择后面的UY，在输入栏输入位移值0.3，点击确定。 6.设置加载步骤选项。 设置子步数:解时间/频率时间和子步数，会弹出一个对话框。在输入字段中输入 0.3 和下面的

20、120，将“选项”设置为“开”，然后单击“确定”。 设置输出控制:solution output ctrl db/results file ，会弹出一个对话框，选择每 n 个子步，然后在下面的输入字段中输入10，点击 OK。 将数据保存到文件 解决方案:单击解决方案中的当前 LS 以打开检查信息窗口。浏览确认后关闭，系统开始分析计算。显示解决方案完成后，关闭提示框。 保存计算结果:在出现的对话框中输入文件名，然后单击“确定”。 7.检查计算结果。 读 入 最 后 一 个 子 步 骤 的 数 据 : 在 后 处 理 中 ， 点 击 Read Result_Last Set。 在 ANSYS 命令

21、输入窗口中输入/Dscale，1，1，并按 ENTER 键确认。 显示结构变形的动画:plot ctrls animate deformed shape，弹出一个对话框。选择下面的 Def+undef edge，点击 OK，在屏幕上显示变形图。 节点显示的塑性状态:后处理中的绘图结果节点解，并弹出一个对话框。在第一列中选择 Energy，在第二列中选择 Plast State Varpst，然后单击 OK 显示结果。 定义变量:Timehist Post Pro 定义变量，弹出一个对话框，点击添加，又弹出一个对话框，选择反作用力，点击确定，出现一个拾取框，拾取编号为 14 的节点，点击确定，再次弹出一个对话框，在 USL 后输入力，在 ICD 后选择结构力 FY，点击确定。 变量的添加:time hist post pro math operations add ，弹出对话框，在 RNFR 后输入 2，在 1st TV 后输入 2，在 2，1st F 后输入-1，在 USL 后输入 N_force，点击确定。 显示节点反作用力的变化规律:TimeHist Postpro 图形变量，在弹出的对话框后面输入 2，点击确定。