Ansys受力分析之欧阳引擎创编

1、三维托架实体受力分析欧阳引擎(2021.01.01)ANSYS软件是融结构、流体、电磁场、声场和耦合场分析 于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分 析软件公司之一的美国ANSYS公司开发，它能与多数CAD软 件接口，实现数据的共享和交换，如PRO/E、UG、I-DEAS. CADDS及AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAD工具之O题目：1.三维托架实体受力分析：托架顶面承受50psi的 均匀分布载荷。托架通过有孔的表面固定在墙上，托架是钢制 的，弹性模量E=29xl06psi,泊松比v=03试通过ANSYS输出 其变形图及其托架的von Mises应力分布。题目1的分析

2、。先进行建模，此建模的难点在对V3的构建 (既图中的红色部分)。要想构建V3,首先应将A15做出来， 然后执行MainMenuPreprocessorModelingOperateBooleansAddVolumes 命令，将所有的实体合并为一个整体。建模后，就对模型进行 网格的划分，实行 Main MenuPreprocessorMeshingMeshTool, 先对网格尺寸进行编辑，选0.1,然后点Meshing, Pick all进行 网格划分，所得结果如图lo划分网格后，就可以对模型施加约 束并进行加载求解了。施加约束时要注意，由于三维托架只是 通过两个孔进行固定，故施加约束应该只是针

3、对两孔的内表 面， 执 行 Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructrualDisplacementSymmetry B.COn Areas 命令，然后拾取两孔的内表，单击OK就行了。施加约束 后，就可以对实体进行加载求解了，载荷是施加在三维托架的 最顶上的表廁的，加载后求解运算，托架的变形图如图2。图1、托架网格图图2输出的是原型托架和施加载荷后托架变形图的对比，虚线部分即为托架的原型，从图2可看出，由于载荷的作用，托架上廂板明显变形了，变形最严重的就是红色部分，这是因为其离托板就远，没有任何物体与其分担载荷，故其较容易变形甚至折断。这是我们在应用托架

4、的时候应当注意的。图2、托架位移变形图图3为托架的应力分布图，由图可看出主要在两孔处出现应力 集中，也就是说这些地方所受的应力的最大的，比较容易出现 裂痕。我们在应用托架的时候，应当注意采取一些设施，以便 减缓其应力集中。特别是在施加载荷时，绝对不能够超过托架 所能承受的极限，否则必将导致事故的发生。文后附上建模分 析时所执行的命令流。图3、托架应力分布图1指定分析标题1. 选取菜单路径Utility Menu I File I Change Jobname,将弹出Change Jobname （修改文件名）对话框。2. 在Enter new jobname （输入新文件名）文本框中输入文字“

5、bracket”，为本分析实例的数据库文件名。单击对话框中的 “OK”按钮，完成文件名的修改。3. 选取菜单路径Utility Menu I File I Change Title,将弹出 Change Title （修改标题）对话框。4. 在Enter new title （输入新标题）文本框中输入文字“press analysis of bracketstructure,为本分析实例的标题名。单击对 话框中的“OK”按钮，完成对标题名的指定。2 定义单元类型1. 选取菜单路径Main Menu I Preprocessor I Element Type IAdd/Edit/Delete,将

6、弹出Element Types （单元类型定义）对话框。单击对话框中的按钮， 将弹出Library ofElement Types （单元类型库）对话框。2. 在左边的滚动框中单击uStructural Solid”，选择结构壳单元类型。在右边的滚动框中单击“Quad4nodc42”，在对话框中单击“OK”按钮，完 成对这种单元的定义。3 指定材料特性1. 选取菜单路径Main Menu I Preprocessor I Material Props IMaterial Models,将弹出Define Material Model Behavior （材料模型定义）对话框。2. 依次双击St

7、ructural, Linear , Elastic 和Isotropic,将弹出 1 号 材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框。3. 在EX文本框中输入2.9E7, PRXY文本框中输入0.3。定义材 料的弹性模量为2.9E6M2,泊松比为0.3。单击“OK”按钮，关闭对话 框。4. 在Define Material Model Behavior （材料模型定义）对话框中， 选取路径Material I Exit,完成对材料模型的定义。5. 单击ANSYS10.0的ANSYS Toolbar （工具条）上的 “SAVE” 按 钮，保存数据库文件4 建立托架的有限元模型1. 选取路径

8、Main Menu I Preprocessor I Modeling I Create IVolumelBlockIBy Dimensions,将弹出Create Block by Dimensions（根据坐标创建体）对话框。在 对话框输入：X1 ,X2 X-coordinates : -1,1Y1,Y2 Y-coordinates : -1.5, 1.5Zl, Z2 Z-coordinates: 0, 1/8然后单击“APPLY”按钮，再次在对话框输入：X1 ,X2 X-coordinates : -1,1Y1,Y2 Y-coordinates: 1.5, 1.625Zl, Z2 Z-c

9、oordinates: 0, 32. 选取路径 Main Menu I Preprocessor I Modeling I Operate IBooleanslAddIVolumes 将弹出 Add Volumes（体相加）对话框,在 对话框单击“PICK ALL”按钮完成体相加操作。3. 在执行显示keypoint的操作之后，执行显示line的操作，选 取路径 Main Menu I Preprocessor I Modeling I Create ILinesILineslStrainghtLine 将弹出 Create Straight Line 对话框，然 后选择关键点5、13生成L1

10、3直线，单击“OK”按钮完成操 作。4 选取路径 Main Menu I Preprocessor I Modeling I Create lArealArbitrarylBy Lines 弹出对话框 Create Area By Lines 然后 选择直线Ll,L9,L13,L20,L24,L25,单击“OK”即可生成直 A4O5 选取路径 Main Menu I Preprocessor I Modeling lOperatelExtrudelAreaslAlong Normal 弹出对话框 Extrude Area by.选择面A4单击“OK”按钮，将弹出另一个对话框，在 Length

11、extrusion项输入“-1/8” ,单击“OK”按钮。然后再次 如前做的将所有体相加的操作。6 选取路径 Main Menu I Preprocessor I Modeling ICreatelAreasICirclelSolid Circle 将弹出 Solid Circular Area 对话 框，在 WP x,WPy,Radius 项分别输入 0, -0.5, 0.25 单击 Apply, 再次输入0, 0.5, 0.25然后单击“OK”按钮。然后选取路径 Main Menu I Preprocessor I Modeling lOperatelExtrudelAreaslAlong

12、 Normal弹出对话框Extrude Area by.选择其中一个圆面单击 “Apply”按钮，将弹出号一个对话框，在Length extrusion 输 入“1”，单击“OK”按钮。对另一个圆做相同操作。7.选取路径 Main Menu I Preprocessor I Modeling I Operate IBooleanslSubtractIVolumes 将弹出 Subtract Volumes（体相减）对话 框，选择两个圆柱体所在的体，单击“Apply”按钮，然后选择 两个圆柱体，单击“OK”按钮，完成体相减操作。5 网格划分1 选取路径 Main Menu I Preproces

13、sor IModelinglMeshinglMeshTool 将弹出 MeshTool 对话框，单击 “Mesh”按钮，弹出另一对话框，再次单击“PICK ALL”按钮 完成网格划分。6施加约束，载荷并求解1. 选取菜单路径Main Menu I Preprocessor I Loads I Define LoadsI Apply I Structural IDisplacement I On Areas,将会弹出拾取对话框，选择两圆孔，单 击对话框中的“OK”按钮。完成施加约束操作。2. 选取菜单路径Main Menu I Solution I Define Loads I Apply I

14、Structural IPressurelOn Areas将会弹出拾取对话框，选择面A10,A19 单击“OK”按钮，弹出另一对话框，在Load PRES value项输入 “50”单击“OK”完成施加载荷操作。3. 选取菜单路径Main Menu I Solution ISolvelCurrent LS弹出 Solve Current Load Step对话框，单击“OK”开始求解，求解结 束后，关闭相应对话框。4. 选取菜单路径Main Menu IGeneral PostprocIPlot ResultsIContour PlotINodal Solu将弹出Contour Nodal S

15、olution Data对话框，选择Nodal SolutionlDOF SolutionlDisplacement vector sum将得到如位移图：5. 选取菜单路径Main Menu IGeneral PostprocIPlot ResultsIContour PlotINodal Solu将弹出Contour Nodal Solution Data对话框,选择Nodal SolutionIStressIvon Mises Stress将得到如 应力图(3):命令代码/CLEAR.START/PLOPTSAVP.O/PNUM.KP.O/REPLOT.RESIZE/PLOPTS.DATE

16、.2/PNUM.LINE, 1/TITLE.homework/TRIADQFF/PNUM.ARE A/REPLOT/REPLOT/PNUM.VOLU.O/PLOPTSJNFO,3/PREP7/PNUM.NODE.O/PLOPTSXEG1ET 丄 SOLID45/PNUM.TABMO/PLOPTS.LEG2JMPTEMP/PNUM.SVAL.0/PLOPTS、LEG3,1MPTEMP.L0/NUMBER,。/PLOPTS.FRAMEJMPDATA.EX,29c7/PNUM.ELEM.O/PLOPTS.TITLEJMPDATA.PRXY 丄,0.3/REPLOT/PLOPTS.MINMJB LOC

17、K .02 A3 A0.125,APLOT/PLOPTS.FILE.OBLOCK. 0,2,3,325,0,3,FLST22,5,ORDE,2/PLOPTS.LOGOJ/USER. 1FITEM25/PLOPTSAVINSJLSTR, 13,5FITEM211AADD.P51XLPLOTFLST,2,3,4FITEM.225FITEM28FITEM.227AL.P51XAPLOTFLST,225,ORDE2FITEM.2J3FITEM2J4AADDT51XVOFFSTJ5.0.125,CYL4J, 1.0.25,0.125CYL4丄2,0.25,0.125FLST3260RDE.2FITEM.

18、3,4FITEM.3,-5VSBV, LP51X FLST236ORDE,3 FITEM.2,2FITEM2-3FITEM26VADD.P51XESIZE.0.1AMSHAPE 丄 3DMSHKEY,0CM_YVOLUVSEL、1CM._Y1,VOLUCHRMSH/VOLU1CMSELS_YVMESH._Y1CMDELE._YCMDELE._Y1CMDELE.Y2FINISH/SOLFLST24,5QRDE4FITEM.2,23FITEM.2.-24FITEM.2,27FITEM.2,-28DA.P51X.SYMMFLST22,5QRDE.2FITEM.2J0 FITEM.2J4 /GO SFAP51X,1.PRES5O /STATUS.SOLU SOLVEFINISH/POST1/EFACETPLNSOL, U$UM, 1,1.0 /EFA