有限元ANSYS.doc
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有限元分析大作业
序言(题目及要求)
问题描述:
图1为某轴承座的实体结构,图中尺寸单位为m,轴承座的受力及约束情况如图2所示,要求用ANSYS软件完成该轴承座的实体建模及静力学仿真分析,并撰写分析报告。
已知材料属性为弹性模量为3´107Pa,泊松比为0.3。
具体要求:
1.报告由实体建模、单元类型选择、网络划分、加载及约束及后处理等几部分组成,关键操作步骤及主要参数的确定在报告中需作明确说明,后处理需给出应力云图与应变云图,并对计算结果进行分析。
2.图2中沉孔径向内柱面承受外推压力为Pa和轴承孔柱面下部分承受向下压力Ps,为它他们的大小分别式
(1)和式
(2)计算。
3.轴承座底部受约束(UY=0),底座四个安装孔对称位移约束。
图1题目要求
第2章实体建模
1.1建模过程及思路
分析制定方案
材料性质:
弹性模量E=3´107Pa,泊松比v=0.3
边界条件:
轴承座底部受约束(UY=0),底座四个安装孔对称位移约束。
单元:
solid92。
荷载:
图2中沉孔径向内柱面承受外推压力为Pa和轴承孔柱面下部分承受向下压力Ps,为它他们的大小分别式
(1)和式
(2)计算。
1.2建模过程
1.定义工作文件名和工作标题
(1)定义工作文件名:
UtilityMenu>File>ChangeJobname.命令,在弹出的【ChangeJobname】对话框中输入“zhao”,选择【Newlonganderrorfile】复选框,单击OK按钮
(2)定义工作标题:
UtilityMenu>File>ChangeTitle命令,在弹出的【ChangeTitle】对话框中输入“10326129”,单击OK按钮。
(3)隐藏直角坐标:
PlotCtrls>WindowControls>WindowOpintons>Locationoftriad>Notshown
(4)显示画图坐标:
Workplane>DisplayWorkingplane。
显示界面如图1-1所示
图1-1显示画图坐标
2.创建几何模型
(1)生成底面四方体:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>ByDimensions并依次输入0,6,0,1,0,3。
界面如图1-2所示
图1-2生成底面四方体
(2)移动坐标:
Workplane>OffsetWpbyIncrements在对话框[X,Y,Zoffset]栏输入3,1,0
(3)生成垂直面四方体:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>ByDimensions并依次输入-1.5,1.5,0,1.75,0.75,0。
结果如图1-3所示
图1-3生成垂直面四方体
(4)移动坐标:
Workplane>OffsetWpbyIncrements在对话框[X,Y,Zoffset]栏输入0,1.75,0
(5)生成柱面:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>SolidCylinder在对话框中输入Radius1.5,Depth0.75e。
显示结果图1-4所示
执行MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>SolidCylinder在对话框中输入Radius0.85,Depth2。
显示结果如图1-5所示
图1-4生成柱面
图1-5生成柱面
(6)生成圆孔:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volumes先选中被减的体积,再选中要减的体积,显示结果如图1-5所示
图1-6生成圆孔
(7)移动坐标:
Workplane>OffsetWpbyIncrements在对话框[X,Y,Zoffset]栏输入0,0,0.75-0.185
(8)生成柱面:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>SolidCylinder在对话框中输入Radius1,Depth2
(9)生成圆孔:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volumes先选中被减的体积,再选中要减的体积,显示结果如图1-7所示
图1-7生成圆孔
(10)体相加:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Volumes,弹出对话框,单击PickAll
(11)移动坐标:
Workplane>OffWPto>Keypoints+
Workplane>OffsetWpbyIncrements在对话框[X,Y,Zoffset]栏输入0,-1.75,2.25
(12)激活坐标:
Workplane>ChangeActioveCSto>Workingplane
(13)创建点:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Kingpoints>InActiveCS在对话框中输入0,0,0,单击OK按钮
(14)创建面:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ThroughKPs
显示结果如图1-8所示
图1-8创建面
(15)拉伸成体:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Extrdue>Areas>AlongNormal选中三角形,厚度-0.15。
显示结果如图1-9所示
图1-9拉伸成体
(16)移动坐标:
Workplane>OffsetWpbyIncrements在对话框[X,Y,Zoffset]栏输入3,0,0
(17)激活坐标:
Workplane>ChangeActioveCSto>Workingplane
(18)创建点:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Kingpoints>InActiveCS在对话框中输入0,0,0,单击OK按钮。
显示结果如图1-10所示
图1-10创建点
(19)创建面:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ThroughKPs。
显示结果如图1-11所示
图1-11创建面
(20)拉伸成体:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Extrdue>Areas>AlongNormal选中三角形,厚度0.15。
操作界面如图1-12,显示结果如图1-13所示
图1-12操作界面
图1-13拉伸成体
(21)移动坐标:
Workplane>OffWPto>Keypoints+
(22)旋转坐标系:
Workplane>OffsetWpbyIncrements在对话框[XY,YZ,ZXAngle]栏输入0,90,0
(23)创建底面圆柱MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>SolidCylinder在对话框依次输入参数
0.750.750.75/22Apply
0.752.250.75/22Apply
5.250.750.75/22Apply
5.252.250.75/22Apply
(24)生成圆孔:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract
底面体积减去圆柱体积。
显示结果如图1-14所示
图1-14生成圆孔
(25)体相加:
布尔加运算MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Volumes单击“PickAll”
(26)定义单元类型与材料属性:
MainMenu:
Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete/Selectsolid92
MainMenu:
Preprocessor>MaterialProps>MaterialsModels>Structural>Linear>Elastic>Isotropic填入EX(3e7)和PREX(0.3)
(27)划分单元剖分网格
MainMenu:
Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Global>Size在弹出对话框的“Elementedgelength”文本框输入“0.2”
MainMenu:
Preprocessor>Meshing>Mesh>Volumes>Free在弹出的对话单击“PickAll”完成单元格划分,显示结果如图图1-15所示
图1-15划分单元剖分网格
(28)模型检查
(29)储存模型
第3章施加载荷
使用求解器:
Solution
1.选择分析类型
MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalasis>SelectStatic。
2.施加边界条件:
(1)轴承座底部受约束(UY=0)
MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Strucural>Displacement>OnAreas选择模型的底部,单击“OK”键,在弹出的对话框中选择“UY”并关闭对话框如图2-1所示
图2-1轴承座底部受约束
(2)底座四个安装孔对称位移约束
MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Strucural>Displacement>SymmetryB.C>OnAreas选择四个安装孔的内表面,单击“OK”键
3.施加荷载:
(1)沉孔径向内柱面承受外推压力为Pa=1029Pa
MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Strucural>Pressure>OnAreas选择好对应的面并单击“OK”键。
在弹出的对话框的“VALUELoadPRESvalue”文本框输入1029
(2)轴承孔柱面下部分承受向下压力Ps=5129Pa
MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Strucural>Pressure>OnAreas显示结果如图2-2所示
图2-2施加边界条件
第4章求解与分析
使用求解器:
Solution
使用后处理器:
GeneralPostproc
模型应力云图
(1)执行求解MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS。
显示结果如图3-1
图3-1执行求解
(2)查看应力图
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>Contourplot
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