有限元及应用ANSYS机械阀体结构实例

1、有限元分析及应用有 限 元 分 析 与 应 用大作业学 院： 机械工程学院 专 业： 机械工程 学 生： X X X 学 号: XXXXXXXXXX 指导教师： X X X 完成日期 ：X年X月X日（说明：为防止个人信息泄漏，给本人带来不必要影响，部分图片无法显示或经过剪辑，但对参阅者影响不大）有限元分析及应用目 录2.动力学作业152.1 问题描述 152.2 基于ANSYS的有限元分析过程 152.3 进入ANSYS，导入几何模型 162.4 选择单元类型 182.5 设置材料属性 192.6 网格划分 202.7 施加约束 222.8 模态分析 242.9 求解 252.10 查看结果

2、262.11查看各阶固有频率形变结果 262.12结果分析 3015有限元分析与应用大作业2.动力学作业：2.1 问题描述如图所示，为某机械阀体结构，材料参数为：弹性模量E=2E11Pa，泊松比u=0.28，密度=7800kg/m3。几何参数文件为：fati.x_t。将下部4个螺栓孔进行全约束。利用实体单元进行模态分析计算；计算其前6固有频率和振型，分析其振动特性。2.2 基于ANSYS的有限元分析过程定义工作文件名和工作标题，进入ANSYS。（如图2.1）（1).打开Mechanical APDL Product Launcher 15.0（2).选择模拟环境： Simulation Env

3、ironment：ANSYS（3).更改工作目录：File Management Working Directory：C:UsersAdministratorDesktop123（4). 更改作业名：File Managementjob name：123（5)点击Run，进入ANSYS。图2.1 定义工作文件名和工作标题2.3 进入ANSYS，导入几何模型Utility Menu File ImportPARA,如图2.2进行操作，点击OK，得到图2.3所示图形。显示实体：Utility Menu PlotCtrlsStyle Solid Model Facets,得图2.4。点击OK，Uti

4、lity Menu PlotReplot，点击Replot得实体图2.5。图2.2 导入模型图2.3 模型线框显示图2.4 模型显示设置图2.5模型实体显示2.4 选择单元类型Main Menu PreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeleteAddStructural-Solid Brick 8 node 185，点击OK，Close。如图2.6所示。图2.6单元类型2.5 设置材料属性PreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralLinearElasticIsotropic 设置材料参数：弹性模量E=2E

5、11Pa，泊松比u=0.28。如图2.7所示PreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralDensity 设置材料密度。如图2.8所示。Toolbar: SAVE_DB图2.7 材料属性设置1图2.8 料属性设置22.6 网格划分 PreprocessorMeshingMesh tool，如图2.9所示。（1）.将智能网格划分器（ Smart Sizing ）设定为 “on”（2）.将滑动码设置为 “8” （3）.确认 MeshTool的各项为: Volumes, Tet, Free（4）.MESH（5）.Pick All （6）.关闭

6、MeshToolUtility Menu: PlotCtrls - Style - Size and Shape（7）.选择 2 facets/element edge，点击OK。如图2.10所示。Toolbar: SAVE_DB图2.9网格划分1图2.10 网格划分22.7 施加约束将下部4个螺栓孔进行全约。Main Menu: Solution - Loads-Apply - Structural-Displacement -Symmetry B.C.-On Areas + 如图2.11所示。（1）.绘出 Areas (Utility Menu: Plot- Areas)（2）.拾取四个安

7、装孔的8个柱面 ，如图2.12所示。（3）.点击OK 。如图2.13所示。图2.11 施加约束1图2.12施加约束2图2.13施加约束32.8 模态分析Main Menu:SolutionAnalysis TypeNew AnalysisModal，点击OK。如图2.14所示。选择固有频率为6。SolutionAnalysis TypeAnalysis Options，操作如图2.15所示，点击OK，弹出Bock Lnczos Mthod对话框，单击OK.图2.14 模态分析1图2.15模态分析12.9 求解Main Menu: SolutionSolveCurrent LS，点击弹出对话框的

8、OK命令进行求解。如图2.16所示。图2.16 求解过程2.10 查看结果Main Menu: General Postproc Results Summary固有频率，如图2.17所示。图2.17固有频率列表2.11查看各阶固有频率形变结果选择Main Menu: General PostprocRead ResultsBy Pick,点击第一行Set1,点击Read,Close. 如图2.18所示。General PostprocPlot ResultContour PlotNodal Solu.DOF solution Displacement Vector Sum。重复以上操作，得到从第一阶到第六阶的模态振型图。如图2.19-2.24所示。图2.18选择第1阶频率图2.19 第一阶的模态振型图图2.20 第二阶的模态振型图图2.21 第三阶的模态振型图图2.22 第四