Ansys受力分析(三维托架实体受力分析)

1、三维托架实体受力分析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 工具之一。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=29106psi ，泊 松比 v=0.3. 试通过 ansys 输出其变形图及其托架的 von mises 应力分布。题目

2、 1 的分析。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 main menupreprocessormodelingoperatebooleansaddvolumes 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 1。划分网格后，

3、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 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面，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面的，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

4、型，从图 2 可看出，由于载荷的作用，托架上面板明显变形了，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

5、| file | 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“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 | file | 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 bracket structure”，为本分析实例的标题名。单击对话框中的“ok

6、”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 | preprocessor | element type | add/edit/delete，将弹 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 of element types (单元类型库)对话框。2在左边的滚动框中单击“structural solid”，选择结构壳单元类型。在右边的 滚动框中单击“quad 4node 42”,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 | preprocessor

7、 | material props | material models，将弹 出define material model behavior (材料模型定义)对话框。2 依次双击structural ， 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2.9e6 n/m2 ，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 | ex

8、it，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main menu | preprocessor | modeling | create | volume|block|by 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：-1,1y 1,y2 y-coordinates：-1.5，1.5z 1, z2 z-coordinates：0，1/8然后单击“apply”按钮

9、，再次在对话框输入：x 1,x2 x-coordinates：-1,1y 1,y2 y-coordinates：1.5，1.625z 1, z2 z-coordinates：0，32 选取路径 main menu | preprocessor | modeling | operate |booleans|add|volumes 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 | preprocessor | modeling | crea

10、te |lines|lines|strainghtline 将弹出 create straight line 对话框，然后选择关键点 5、13 生成 l13 直线，单击“ok”按钮完成操作。 4选取路径 main menu | preprocessor | modeling | create |area|arbitrary|by lines 将弹出对话框 create area by lines 然后选择直线 l1,l9,l13,l20,l24,l25，单击 “ok”即可生成面 a4 。5 选取路径 main menu | preprocessor | modeling |operate|ex

11、trude|areas|along 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 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 | preprocessor | modeling |create|areas|circle|solid 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

12、击“ok”按钮。然后选取路径 main menu | preprocessor | modeling |operate|extrude|areas|along normal 弹出对话框 extrude area by选择其中一个圆面单击“apply”按钮，将弹出另一个对话框，在 lengthextrusion 项输入“1”，单击“ok”按钮。对另一个圆面做相同操作。7 选 取 路 径 main menu | preprocessor | modeling | operate |booleans|subtract|volumes 将弹出 subtract volumes(体相减)对话框，选择两个

13、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 | preprocessor | modeling|meshing|meshtool 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 | preprocessor | loads | define loads | apply | structural |displacement | on areas，将会弹出拾取对话框,选择两

14、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 | solution | define loads | apply | structural |pressure |on 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 | solution |solve|current 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

15、menu |general postproc|plot results|contour plot|nodal solu 将弹出contour nodal solution data对话框，选择nodal solution|dof solution|displacement vector sum将得到如位移图(2)：5 选取菜单路径main menu |general postproc|plot results|contour plot|nodal solu 将弹出contour nodal solution data对话框，选择nodal solution|stress|von mises s

16、tress将得到如应力图(3)：/clear,start/replot,resize/title,homework/replot/plopts,info,3/plopts,leg1,1/plopts,leg2,1/plopts,leg3,1/plopts,frame,1/plopts,title,1/plopts,minm,1/plopts,file,0/plopts,logo,1/plopts,wins,1/plopts,wp,0/plopts,date,2/triad,off/replot/prep7et,1,solid45mptemp,mptemp,1,0mpdata,ex,1,2.9e

17、7mpdata,prxy,1,0.3block,0,2,0,3,0,0.125,block,0,2,3,3.125,0,3,/user, 1lstr, 13, 5/pnum,kp,0/pnum,line,1/pnum,area,1/pnum,volu,0/pnum,node,0/pnum,tabn,0/pnum,sval,0/number,0/pnum,elem,0/replotaplotflst,2,2,5,orde,2fitem,2,5fitem,2,11命令代码aadd,p51xlplotflst,2,3,4fitem,2,25fitem,2,8fitem,2,27al,p51xaplo

18、tflst,2,2,5,orde,2fitem,2,13fitem,2,-14aadd,p51xvoffst,15,0.125, ,cyl4,1,1,0.25, , , ,0.125cyl4,1,2,0.25, , , ,0.125flst,3,2,6,orde,2fitem,3,4fitem,3,-5vsbv, 1,p51xflst,2,3,6,orde,3fitem,2,2fitem,2,-3fitem,2,6vadd,p51xesize,0.1,0,mshape,1,3dmshkey,0cm,_y,volu vsel, , , , 1 cm,_y1,voluchkmsh,volucmsel,s,_yvmesh,_y1cmdele,_ycmdele,_y1cmdele,_y2finish/solflst,2,4,5,orde,4fitem,2,23fitem,2,-24fitem,2,27fitem,2,-28da,p51x,symmflst,2,2,5,orde,2fitem,2,10fitem,2,14/gosfa,p51x,1,pres,50/status,solusolvefinish/post1/ef