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=29X 106psi，泊 松比v=0.3.试通过ANSYS俞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，此建模的难

2、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 Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Vlumes 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 Menu>Preprocessor>Meshing>MeshToo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，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

3、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 Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structrual>Displacement>Symmetry 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。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，托架上面板明显变形了，变形最严重 的就是红色部

4、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。MODAL SOLUTIONSTEJ>=1SUB -1TIME = 1USUH(AVG)DHX =b02£033SHN =.209：E-035HX =>.02033ANDEC £ 2009 13:05:34.Z09E-03.005948.011687.0174ZS.023164.003079'.OOSS17. 014556.020254.02033homevark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，

5、 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。NODAL SOLUTIONSTEP=1STTE： =1TIME=1SEQV(AVG)DMX =.026033 Sin-I =7Z.ZZSID< =84128ANDEC e 200913:08:3672.2218751374305610974788941228091467706544984128huiaewo rk图3、托架应力分布图1. 指定分析标题

6、1. 选取菜单路径 Utility Me nu | File | Cha nge Job name,将弹出 Cha nge Job name 修 改文件名）对话框。2. 在Enter new job name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 bracke

7、t structure"，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“ 0K按钮，完成

8、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 | Material Model，s 将弹 出Define Material Model Behavior （材料模型定义）对话框。2. 依次双击Structural， 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。4. 在Def

9、ine Material Model Behavior （材料模型定义）对话框中，选取路径Material | 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 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create | Volume|Block|ByDimensions，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-

10、coordinates： -1.5， 1.5Z1, 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， 1.625Z1, 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 keypoi

11、nt 的操作之后，执行显示 line 的操作，选取路径 Main Menu| Preprocessor | Modeling | Create |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

12、”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 Length extrusion 项输入“ -1/8”，单击“ O K ”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

13、 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| Preprocessor | Modeling |Operate|Extrude|Areas|AIong Norma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“ O K ”按钮。对另一个圆面做相同操作。7 选 取 路 径 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Opera

14、te |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 | Defi

15、ne Loads | Apply | Structural |Displacement | 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 | 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 Ma in Menu | Solution |Solve|Curre n

16、t LS弹出 Solve Curre nt 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 |General Postproc|Plot Results|Contour Plot|Nodal Solu 将弹出 Con tour Nodal Solution Data对话框，选择 Nodal Solutio n|DOFSolution|Displacement vector sun将得到如位移图（2）:选取菜单路径 Main Menu |General Postproc|Plot Results|Contour Plot|No

17、dal Solu 将弹出 Con tour Nodal Solution Data对话框，选择 Nodal Solutio n|Stress|von Mises Stress将得到如应力图（3）:命令代码/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

18、,WINS,1 /PLOPTS,WP,O /PLOPTS,DATE,2 /TRIAD,OFF /REPLOT /PREP7 ET,1,SOLID45 MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,2.9e7 MPDATA,PRXY,1,0.3 BLOCK,O,2,O,3,O,O.125, BLOCK,O,2,3,3.125,O,3, /USER, 1LSTR,13,5/PNUM,KP,0 /PNU M,L INE,1 /PNUM,AREA,1 /PNUM,VOLU,O /PNUM,NODE,0 /PNUM,TABN,0 /PNUM,SV AL,0 /NUMBER,。/PNUM,

19、ELEM,0 /REPLOT APLOT FLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,5 FITEM,2,11AADD,P51XLPLOTFLST,2,3,4FITEM,2,25FITEM,2,8FITEM,2,27AL,P51XAPLOTFLST,2,2,5,ORDE,2FITEM,2,13FITEM,2,-14AADD,P51X VOFFST,15,0.125, CYL4,1,1,0.25, , , ,0.125 CYL4,1,2,0.25, , , ,0.125 FLST,3,2,6,ORDE,2 FITEM,3,4FITEM,3,-5VSBV,1,P51XFLST,2,3,6,ORDE,3FITEM,2,2FITEM,2,-3FITEM,2,6VADD,P51XESIZE,0.1,