有孔薄壁杆的受力分析(ANSYS建模)

1、目录一.问题描述1二.分析步骤21.前处理部分21.1 定义工作文件名21.2 定义单元类型21.3 定义材料性能参数21.4 生成几何模型21.5 网格划分前准备分割模型31.6 划分网格42.求解问题52.1 选择 PCG 迭代求解器:52.2 施加载荷52.3 求解53.后处理部分查看求解结果6三.结论7四.参考资料71题目名称：有孔薄壁杆的受力分析（ANSYS建模）一. 问题描述1生活中有很多铝合金制造的薄壁杆，通常用于快速安装拆卸的简易用品，比如鞋架、或者衣柜等。里面很多都是这样的薄壁杆组成。三维模型如图1所示对该结构进行受力分析可以预测该结构容易受损部位。 2、杆的材料一般都为铝制

2、品，则所有参数按照铝的规格设定。弹性模量：E=7.3E+010；泊松比：NUXY=0.33杆的尺寸：外径：20mm；内径：15mm；长度：300mm；小孔直径：10mm；3、该杆为对称结构可以截取一半进行求取，这样可以使求解简单节省求解时间。为了简化问题假设杆只受到上表面施加的力，设值为1000pa。二. 分析步骤1. 前处理部分1.1 定义工作文件名选择Utility MenuFileChange Jobname 出现Change Jobname对话框，在/FILNAM Enter new jobname 输入栏中输入工作名yuanningning-10074747并将New log and

3、 error file 设置为YES，单击OK按钮关闭对话框1.2 定义单元类型1)选择Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete命令，出现Element Type对话框，单击Add按钮，出现Library of Element types对话框。2）在Library of Element types复选框选择Structual、Solid、Brick 8node 45,单击Apply,继续在复选框选择Solid、Brick 20node 95,单击OK按钮关闭该对话框。1.3 定义材料性能参数1）单击Main MenuPreprocess

4、orMaterial PropsMaterial LibraryImport library2）单击对话框的OK.3）在Import Material Library File对话框中单击Browse选择文件夹v100>ansys>matlib选择Al_a2024-T3.SI_MPL文件。4）选择OK关闭对话框。1.4 生成几何模型1）选择Main MeunPreprocessorModelingCreateVolumesCylinderpartial cylinder出现partial cylinder 对话框2）设置各个参数WP X=0;WP Y=0 ;Rad-1=7.5;Th

5、eta-1=0;Rad-2=10;Theta-2=180;Depth=300单击OK关闭对话框。3）选择Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypointsKP between KPs在对话框中输入关键点1,5（或者点选），单击OK在KBETween options对话框中设置Value Type为Ratio，Value=1/3,单击Apply后仍选择1,5两点，单击OK设置Value=2/3，单击OK4）选择WorkPlaneOffset Wp To Keypoint+在对话框中输入9，单击OK5）选择WorkPlaneOffset WP by incre

6、ments 把坐标轴绕Y轴旋转90度后，单击OK6）选择 Main MenuPreprocessorModelingCreateVolumesCylinderBy Dimensions设置参数如下Rad1=5；Rad2=0；Z1=-4；Z2=4；后单击OK重复上述操作在关键点10处建一个相同的圆柱。7）选择Main MeunPreprocessorModelingOperateBooleansSubtractVolmes选择V1后单击OK，再选择V2，V3，单击OK选择Save_DB，将得到如下模型，因为小孔部分的网格划分不能用映射网格划分，所以要将整个模型进行分割。1.5 网格划分前准备分割

7、模型1)选择WorkPlaneoffset Wp toKeypoints+输入33，单击OK2）选择WorkPlaneOffset WP by increments 将XY平面转到与杆的横截面在一个平面后，单击OK3）选择Main MenuPreprocessorModelingoperateDivideVolu by WrkPlane在对话框中选择pick all4）在31,35,36点处重复上面的操作。5）选择WorkPlane将Display Working Plane前面的勾去掉。就将模型分为5个部分，如图所示Save_DB1.6 划分网格 1）Main MenuPreprossorM

8、eshingMesh Tool在ElementAttributes：选Global按set将Type设置为1Solid45后，按OK在SizeControl：Global按set在对话框中设置Size为5按OKShape：选Hex；选Sweeped按sweep在“Volumes sweeping”对话框中选体V1，V2，V4后按OK2）在ElementAttributes：选Global按set将Type设置为2 Solid95在SizeControl：Global按set在对话框中设置Size为1.5按OKShape：选Tet，Free 按mesh在“Volumes sweeping”对话框

9、中选择剩下的体后按OK模型划分网格完毕，所得模型如图所示Save_DB2. 求解问题 2.1 选择 PCG 迭代求解器:Main Menu Solution Analysis Type Soln Controls打开 “Soln Options” 选项选择“Pre-Condition CG”求解器, 按 OK2.2 施加载荷1）选择Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Area在对话框中选择模型的底面后按OK，出现Apply U，Rot on Ares对话框，在复选框中选择All DOF，单击0k2）选择Main

10、MenuSolutionDefine LoadsApplyStructualPressureOn Areas选择模型上表面后单击OK3）出现Apply PRES on areas对话框，设置VALUE=1000单击OK4）选择Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructualSymmetryB.COn Areas输入4，11，9,30,22,17,19,18按OK2.3 求解选择Main MenuSolutionSolveCurrentLS3. 后处理部分查看求解结果1）选择Main MenuGeneral PostprocPlot ResultContou

11、r TitleNodal Solu命令，出现Contour Nodal Solution Data对话框，点击Stress选Z-Component单击OK将会出现应力在Z方向的应力变化情况，如下图所示2）沿Z轴扩展结果执行Utility menuPlotCtrlsStyleSymmetryExpansionUserSpecified Expansion,出现Expansion by Value对话框。在NREPEATNo.of repetitions中输入2，在Type Typeof expansion中选择Polar，在PATTERNRepeatPattern中选择AlternateSymm，在DX，DY，DZ Increments中设置DY为180，单击OK，生成结果。可以看到小孔附近的应力状态三. 结