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ANSY 嗽件是融结构、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ANSY 玄司开发，它能与多数 CAD 软件接口，实现数据的共享和交换，如 PRO/E、UG IDEAS CADD及 AutoCAD 等，是现代产品设计中的高级 CAD 工具之一。题目：1 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=29xi06psi，泊松比v=0.3.试通过 ANSY 输出其变形图及其托架的 von Mises 应力分布。题目 1 的分析。先进行建模

2、，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 MainMenu PreprocessorModeli n gOperateBoolea n sAddVolumes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Mai n Men uPreprocessorMeshi n gMeshTool,0.1，然后点 Meshing , Pick all 进行网格划分，所得结果如图 1。戈扮网格后， 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对两孔的内表

3、面，执行Mai nMen uSolutio nDefi neLoadsApplyStructrualDisplaceme n tSymmetry B.C On 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。先1的原型，从图 2 可看出，由于载荷的作用，托架上面板明显变形了，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 易变形甚至折断。这是我们在应

4、用托架的时候应当注意的ANno uewgcK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。MiDEiJiL 3DIUTI0N=1TIK=1SUE営MN -.20$E-03SMX三D 6033rs00i5079aQ11 &B7OOI3S170W5561101 AL SOLUTIONSTIP-1SUE ?1TIHB=1SEQ

5、V(A7G)PHX人026033SUN =72,ZZSM:=8412372? 2218751374305S1D974788hcmer.Toirk941223091467706544934128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 | File | Cha nge Job name,将弹出 Cha ngeJob n ame （修改文件名）对话框。2 .在 En ter new job name （输入新文件名）文本框中输入文字“ bracket ”， 为ANDEC6E 阳13:OB:3 &本分析实例的数据库文件名。单击对话框中的“OK ”按

6、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 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 | Preprocessor | Element Type |Add/Edit/Delete ，将弹出Element Types （ 单元类型定义 ）对

7、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 | Material Props | MaterialModels ，将弹出 Define Material Model Behavior （ 材料模型定义 ）对话框。2 . 依次双击 Structura

8、l , Lin ear , 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。Material | Exit4 . 在 Define Material Model Behavior材料模型定义）对话框中，选取路径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

9、.选取路径 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create |Volume|Block|By Dime nsions,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-coordi nates : -1,1Y1,Y2 Y-coordi nates: -1.5, 1.52. 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

10、 ALL ”按钮完成体相加操作。3 在执行显示 keypoi nt的操作之后，执行显示 line的操作，选取路径 Ma inX1,X2 X-coordi nates:-1,1Y1,Y2 Y-coordi nates:1.5, 1.625Z1, Z2 Z- coord in ates:0 , 3:0 , 1/8APPLY 按钮，再次在对话框输入Z1, Z2 Z-然后单击泾Menu | Preprocessor | Modeli ng | Create |Lin es|L in es|Stra in ghtL ine将弹出Create Straight对话框，然后选择关键点 5、13 生成 L13

11、 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 丄 20,L24,L25，单击“ OK” 即可生成面 A4。5 选 取 路 径 Main Menu | Preprocessor | Modeling|Operate|Extrude|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Leng

12、th 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 WPx，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 Ma in Me nu | Preprocessor | Modeli ng|Operate|Extrude|A

13、reas|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 Length extrusion 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

14、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“ PICKALL ”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 | DefineLoads | Apply | Structural |Solution|Stress|von Mises Stress将得到如应力图 (3) ：Displacement | On Areas ，将会弹出拾取对话框 , 选择两圆孔，

15、 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 | StructuralPressure |0n 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 Ma in Menu | Solution |Solve|Curre nt LS弹出 Solve Current Load Step 对话框，单击“ O K ”开始求解，求解结束后，关闭相应对

16、话框。4.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|DOFSolution|Displacement vector sum 将得到如位移图 (2) ：5.选取菜单路径 Main Menu |General Postproc|Plot Results|ContourPlot|Nodal Solu 将弹出 Contour Nodal Solution Data 对话框，选择 Nodal命令代

17、码/CLEAR,STARTMPTEMP ,1,0AADD,P51X/REPLOT,RESIZEMPDATA,EX,1,2.9e7LPLOT/TITLE,homeworkMPDATA,PRX Y,1,0.3FLST,2,3,4/REPLOTBLOCK,O,2,O,3,O,O.125,FITEM,2,25/PLOPTS,INFO,3BLOCK,O,2,3,3.125,O,3,FITEM,2,8/PLOPTS, LEG1,1/USER, 1FITEM,2,27/PLOPTS,LEG2,1LSTR,13,5AL,P51X/PLOPTS,LEG3,1/PNUM,KP ,0APLOT/PLOPTS,FRA

18、ME,1/PNU M,L INE,1FLST,2,2,5,ORDE,2/PLOPTS,TITLE,1/PNUM,AREA,1FITEM,2,13/PLOPTS,MINM,1/PNUM,VOLU,OFITEM,2,-14/PLOPTS,FILE,0/PNUM,NODE,0AADD,P51X/PLOPTS, LOGO,1/PNUM,TABN,0VOFFST,15,0.125,/PLOPTS,WINS,1/PNUM,SVAL,0CY L4,1,1,0.25, , , ,0 .125/PLOPTS,WP ,0/NUMBER,CY L4,1,2,0.25, , , ,0 .125/PLOPTS,DATE,2/PNUM,ELEM,0FLST,3,2,6,ORDE,2/TRIAD,OFF/REPLOTFITEM,3,4/REPLOTAPLOTFITEM,3 ,-5/PREP7FLST,2,2,5,ORDE,2VSBV,1,P51XET,1,SOLID45FITEM,2,5FLST,2,3,6,ORDE,3MPTEMP,FITEM,2,11FITEM,2,2FITEM,2, -3FITEM,2,6VA