机械设计制造及其自动化专业毕业论文CAD.CAE软件课程设计24435

1、cad/cae软件实践课程设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械11007班 序 号： 姓 名： 指导教师： 起止日期：2014年 月 日 至 月 日对ansys基本步骤的复习：一、建立几何图形：1.建立关键点依次点击main menu>preprocessor>modeling>create>keypoints >in active cs，输入节点2.连成直线main menu>preprocessor>modeling>create>lines>lines >straight line，选择连线3.组成平面图

2、形main menu>preprocessor>modeling>create>areas>arbitrary >by lines4.建立小圆孔main menu>preprocessor>modeling>create>areas>circle>solid circles5.进行布尔运算，main menu>preprocessor>modeling>operate>booleans>subtract>areas二、定义单元类型及其常数1定义单元类型。main menu>prep

3、rocessor>element type >add/edit/delete 弹出对话框中后，点“add”。双弹出对话框，选“solid”和“8 node 82”,点“ok”，退回到前一个对话框。2.设置单元选项点“element type”对话框中的“options”k3 处选：plans stress (表示选平面应力单元没有厚度)k5处选：nodal stree(表示需要额外输出单元节点应力)k6处选：no extra output. 3.定义材料几何常量（即单元厚度）main menu>preprocessor>real constants> add/ed

4、it/delete弹出对话框中后，点“add”,接着输入厚度即可4.定义材料属性main menu>preprocessor>material props>material models. 弹出对话框，双击structural>liner>elastic>isotropic。输入弹性模量“200000”和泊松比“0.3” 三、网格划分. 定义网格(单元)尺寸main menu>preprocessor>meshing>sizecntrls>manual size>areas> all areas, 弹出对话框，输入单元边长

5、为: 3 2. 划分网格main menu>preprocessor>meshing>mesh>areas>free, 弹出对话框，用光标点基本，再点击对话框里的“pick ”四 加载与求解1.定义分析类型main menu>solution>analysis typeloads>mew analysis，选择static.2.定义位移约束main menu >solution> define loads >apply >structural > displacement > on lines, 弹出对话框后，

6、选择最左边的那条线，再点击 “ok ” ,弹出对话框。选“all dof” ,value 栏中输入0 。3. 加载main menu >solution> define loads >apply >structural > pressure > on lines, 4.求解main menu >solution> solve >current ls.五、后处理1.查看总体变形main menu >general postproc >plot results > deformed shape选择def+undeformed.

7、2.查看位移分布图main menu >general postproc >plot results > contour plot>nodal solu,在弹出的对话框中选：nodal solution> dof solution > displacement vector sum .3. 查看应力分布图main menu >general postproc >plot results > contour plot>nodal solution, 在弹出的对话框中选：nodal solution> stress > 1st

8、 principal stress .第一题（平面问题）： 如图所示零件，所受均布力载荷为q,分析在该作用力下的零件的形变和应力状况，本题简化为二维平面问题进行静力分析，零件材料为q235。序号数据（长度单位mm，分布力单位n/cm）abcdq312806615066320一、建立基本图形：先建点-连线-生成面-建小圆-布尔运算二、.二、.定义单元类型-设置单元选项-定义单元厚度-定义材料属性1定义单元类型。main menu>preprocessor>element type >add/edit/delete 弹出对话框中后，点“add”。双弹出对话框，选“solid”和“

9、8 node 82”,点“ok”，退回到前一个对话框。2.设置单元选项点“element type”对话框中的“options”k3 处选：plans stress (表示选平面应力单元没有厚度)k5处选：nodal stree(表示需要额外输出单元节点应力)k6处选：no extra output. 3.定义材料几何常量（即单元厚度）main menu>preprocessor>real constants> add/edit/delete弹出对话框中后，点“add”,接着输入厚度即可三、定义网格尺寸-划分网格. 定义网格(单元)尺寸main menu>preproc

10、essor>meshing>sizecntrls>manual size>areas> all areas, 弹出对话框，输入单元边长为: 3 2. 划分网格main menu>preprocessor>meshing>mesh>areas>free, 弹出对话框，用光标点基本，再点击对话框里的“pick ”四、定义分析类型-定义位移约束-加载荷-求解1.定义分析类型main menu>solution>analysis typeloads>mew analysis，选择static2.定义位移约束main menu

11、 >solution> define loads >apply >structural > displacement > on lines, 弹出对话框后，选择最左边的那条线，再点击 “ok ” ,弹出对话框。选“all dof” ,value 栏中输入0 。3. 加载main menu >solution> define loads >apply >structural > pressure > on lines, 4.求解main menu >solution> solve >current ls.五

12、、查看总体变形-查看位移分布图-查看位移分布1.查看总体变形main menu >general postproc >plot results > deformed shape选择def+undeformed.2.查看位移分布图main menu >general postproc >plot results > contour plot>nodal solu,在弹出的对话框中选：nodal solution> dof solution > displacement vector sum .3. 查看应力分布图 main menu >

13、general postproc >plot results > contour plot>nodal solution, 在弹出的对话框中选：nodal solution> stress > 1st principal stress .第二题（简单三维问题）：卷扬机卷筒心轴的材料为45钢，轴的结构和受力情况如下图所示。请先用材料力学计算公式校核心轴的强度；然后利用有限元软件对模型进行有限元分析；并最后对两者的结果进行比较分析。序号数据（长度单位mm，力单位kn）abcdef31220930911028820(一)理论计算1 11ff443322baf2f1竖直方

14、向：f1+f2=2f以b为距心：1045f+115f-1265 f1 =0以a为距心：-220f-1150f+1265 f2=0解得： f1=36.68 kn f2= 43.32 kn从而可得:在1-1截面处:m1=6.05 kn·m 在2-2截面处:m2=8.07 kn·m在3-3截面处:m3=7.89kn·m 在4-4截面处:m4=4.98 kn·m有上数据可见，弯矩最大在2处，但1、3处直径变小，校核1、2、3、4三处。1=32×m1/×d43 = 58.07mpa2=32×m2/×d43 = 77.46mp

15、a3=32×m3/×d43 = 75.73mpa4=32×m4/×d43 =47.80mpa 截面3的值最大，即截面2是危险截面。(二)三维设计(3) 导入将三维图保存为.x-t格式，导入ansys步骤：1.将当前模型，另存为 *.x_t格式，即保存类型选择parasolid(*.x_t),注意，文件名必须是英文或数字。输出 对话框钟，选择 所有实体。 2.把ansys工作目录设置成刚才保存*.x_t文件的文件夹。同样，这个目录里也不能出现任何中文。 3.运行ansys，fileimportpara.左侧框中就会看到刚才生成的*.x_t文件，选中，ok，

16、导入完成。 4.现在看到的模型是 线框，plotctrlsstylesolid model facets下拉框中 选择 normal facetingok, 鼠标右键 选择 replot重生，即可看到 实体了。(三)定义单元类型及其常数1.定义单元类型。main menu>proprocessor>element type >add/edit/delete 弹出对话框中后，点“add” 。双弹出对话框，选“solid”和 “10 node 92”,点“ok”，退回到前一个对话框。 2.设置单元选项点“element type”对话框中的“options”k5处选：nodal

17、stree(表示需要额外输出单元节点应力)k6处选：no extra output.3.定义材料属性main menu>proprocessor>material props>material models. 弹出对话框，双击structural>liner>elastic>isotropic。输入弹性模量“200000”和泊松比“0.3” 点“ok”。 (四)划分网格1.定义网格尺寸main menu>proprocessor>meshing>size cntrls>smartsize>basic, 弹出对话框，选择:2。2.

18、划分网格main menu>proprocessor>meshing>mesh>volumes>free, 弹出对话框，点“pick all” 。得到如下图形:(五)加载和求解1.定义分析类型main menu >solution> analysis type >new analysis 选择static。 2.定义约束待添加的隐藏文字内容1main menu >solution> define loads >apply >structural>displacement > on areas, 弹出对话框。选取

19、一端的圆周面，点击ok按钮，弹出对话框。选取all dof将其全约束，value 栏中输入0，点击ok按钮；选取另一端的圆周面，点击ok按钮，弹出对话框。选取fy，value 栏中输入0，点击ok按钮完成约束施加。3施加集中载荷（忽略重力的影响）main menu >solution> define loads >apply >structural> force/moment > node,然后在弹出对话框中选择集中力的作用点点击ok，在弹出对话框中选择集中力的方向fy并输入力的大小20000点击ok按钮。5.计算求解按顺序单击主菜单上的solution&g

20、t;solve>current ls，弹出对话框，点击ok按钮开始计算。当对话框显示solution is done!时，计算完成。六、后处理1.查看总体变形main menu >general postproc >plot results > deformed shape选择def+undeformed.2.查看应力分布图main menu >general postproc >plot results > contour plot>nodal solution, 在弹出的对话框中选：nodal solution> stress >

21、von mises stress 3.查看位移分布图main menu >general postproc >plot results > contour plot>nodal solu,在弹出的对话框中选：nodal solution> dof solution > displacement vector sum .第三题（常见零件）：一、如图所示零件，工作时该零件由图示4个螺栓（沉孔位置）固定，两34孔中装有一轴，轴产生向上作用力为f，零件材料为q235，图中长度单位为mm。建立三维实体模型，采用静力分析该零件的变形和应力状况。序号数据（长度单位mm，力

22、单位n）abcdef3152r27431748500二、导入将三维图保存为.x-t格式，导入ansys步骤：1.将当前模型，另存为 *.x_t格式，即保存类型选择parasolid(*.x_t),注意，文件名必须是英文或数字。输出 对话框钟，选择 所有实体。 2.把ansys工作目录设置成刚才保存*.x_t文件的文件夹。同样，这个目录里也不能出现任何中文。 3.运行ansys，fileimportpara.左侧框中就会看到刚才生成的*.x_t文件，选中，ok，导入完成。 4.现在看到的模型是 线框，plotctrlsstylesolid model facets下拉框中 选择 normal f

23、acetingok, 鼠标右键 选择 replot重生，即可看到 实体了。三、定义单元类型及其常数1.定义单元类型。main menu>proprocessor>element type >add/edit/delete ，弹出对话框中后，点“add” 。双弹出对话框，选“solid”和 “10 node 92”,点“ok”，退回到前一个对话框。 2.设置单元选项点“element type”对话框中的“options”，k5处选：nodal stree(表示需要额外输出单元节点应力)，k6处选：no extra output.3.定义材料属性main menu>pro

24、processor>material props>material models. 弹出对话框，双击structural>liner>elastic>isotropic。输入弹性模量“200000”和泊松比“0.3” 点击“ok”。四、划分网格1.定义网格尺寸main menu>proprocessor>meshing>size cntrls>smartsize>basic, 弹出对话框，选择:2。2.划分网格main menu>proprocessor>meshing>mesh>volumes>free

25、, 弹出对话框，点“pick all” 。得到如下图形:五、加载和求解1. 定义位移约束(对四个螺栓限制约束)main menu >solution> define loads >apply >structural>displacement > on areas, 用光标选中四个螺栓孔面，点击ok.。在弹出的对话框中选全约束, 输入值为:0。2. 加载荷凸台面受力:p1= f1/a=7500/（0.034*0.0275）=8.02mpa=p2a.main menu >solution> define loads >apply >str

26、uctural > pressure > on areas ,选取要加载的凸台面. 点ok，弹出对话框后,选择作用力的方向并输入值，点ok 。b. main menu >solution> define loads >apply >structural > pressure > on areas ,选取要加载的孔面. 点ok，弹出对话框后,选择作用力的方向并输入值，点ok 。3. 求解main menu >solution> solve >current ls六、后处理1.查看总体变形main menu >general

27、postproc >plot results > deformed shape选择def+undeformed.2.查看应力分布图main menu >general postproc >plot results > contour plot>nodal solution, 在弹出的对话框中选：nodal solution> stress >von mises stress 3.查看位移分布图main menu >general postproc >plot results > contour plot>nodal sol

28、u,在弹出的对话框中选：nodal solution> dof solution > displacement vector sum .二、如图所示轴，工作时所受扭矩为t，轴材料为45# 钢，图中长度单位为mm。建立三维实体模型，采用静力分析其变形和应力状况。（提示：两键槽传递扭矩）序号数据（长度单位mm，扭矩单位n.m）abcdet311345280583313500步骤一 导入将三维图保存为.x-t格式，导入ansys步骤：将当前模型，另存为 *.x_t格式，即保存类型选择parasolid(*.x_t),注意，文件名必须是英文或数字。输出 对话框钟，选择 所有实体。 2.把a

29、nsys工作目录设置成刚才保存*.x_t文件的文件夹。同样，这个目录里也不能出现任何中文。 3.运行ansys，fileimportpara.左侧框中就会看到刚才生成的*.x_t文件，选中，ok，导入完成。 4.现在看到的模型是 线框，plotctrlsstylesolid model facets下拉框中 选择 normal facetingok, 鼠标右键 选择 replot重生，即可看到 实体了。步骤二 进行单元属性定义1定义单元类型。main menu>proprocessor>element type >add/edit/delete 弹出对话框中后，点“add”

30、。双弹出对话框，选“solid”和brick“8 node 45”,点“ok”，退回到前一个对话框。 2.设置单元选项点“element type”对话框中的“options”k5处选：nodal stree(表示需要额外输出单元节点应力)3.定义材料属性main menu>proprocessor>material props>material models. 弹出对话框，双击structural>liner>elastic>isotropic。输入弹性模量“2.1e11”和泊松比“0.3” 点击ok。步骤三 对整个图形进行网格划分1.定义网格(单元)尺寸

31、main menu>proprocessor>meshing>size cntrls>smart size>basic, 弹出对话框，输入单元边长为: 5 2.划分网格main menu>proprocessor>meshing>mesh>volumes>free, 弹出对话框，点“pick all” 步骤四 对整个图形进行加载和求解1. 定义位移约束main menu >solution> define loads >apply >structural> displacement > on areas ,选取较大面键槽的两边进行约束。2. 加均布载荷p=m/(l·a)=1.667mpamain menu >solution> define loads >apply >structural > pressure > on areas ,选取要加载的键槽的一边，输入换算所得压强值， 点ok。（2）后处理1.查看总体变形main menu >general postproc >plot res