ANSYSWorkbench结构线性静力学分析与优化设计

1、西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司工程仿真结算方案： ANSYS Workbench 培训张胜伦 博士 西安交通大学西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司结构线性静力分析结构线性静力分析西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司线性静力学分析的基本假设结构材料连续均匀各向同性线性非线性静态动态对于纤维结构材料、粒子强化材料等各向异性非均匀材料要特别注意、特别处理。1、材料的变形范围在弹性范围，且材料的变形量较小，方便建立静力学方程；2、对于塑性变形或大变形，必须考虑材料非线性和几何非线性。西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司六个基本假设：1、连续性假设

2、2、均匀性假设3、各向同性假设4、弹性假设5、小变形假设6、缓慢加载过程西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司1、连续性假设： 可变形固体视为连续密实的物体，即组成固体的质点无空隙的充满整个空间； 固体内部任何一点的力学性能都是连续的，且变形前后物体上的质点是一一对应的； 构件变形时材料既不相互分离，也不相互挤入，时刻满足变形协调条件。西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司2、均匀性性假设： 可变行固体是由同一类型的均匀材料构成； 各部分的物理性质都相同，且不因坐标的变化而变化。3、各向同性假设： 可变性固体内部任意一点在各个方向上都具有相同的物理性能，弹性常数不变。西安嘉

3、业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司4、弹性假设： 应力应变存在一一对应关系； 应力不超过屈服应力点； 载荷卸载后结构可恢复到原来的状态，不产生残余应力和参与应变。5、小变形假设： 在载荷作用下的变形，远小于其自身的几何尺寸； 结构变形的挠度远小于结构的截面尺寸。西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司6、缓慢加载过程： 载荷的施加和卸载过程足够慢； 不引起结构的动响应； 满足内外力平衡方程。西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司工程数据材料添加常规材料常规非线性材料显性材料超弹性材料磁性B-H曲线热力学材料流体材料复合材料铝合金混凝土铜合金灰口铸铁镁合金聚乙烯各向异性

4、的硅不锈钢结构钢钛合金西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西

5、安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司谢谢关注西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司结构优化设计1、镁钛合金-泡沫夹层复合板的有限元强度计算与结构优化分析2、设备架强度计算与优化设计基本材料力学知识西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司作业1 问题描述：如右图模型（杆-无圆角；杆-有圆角），其材料为铝合金，模型大端固定，小端分别承受拉伸、弯曲载荷各200N，扭转载荷2Nm。 要求：运用适当的网格划分方法，阶梯和圆角处网格细化

6、；求解结果显示模型的整体变形和等效应力。 截图：材料添加，网格划分效果，受拉伸载荷的变形、应力，受弯曲载荷的变形、应力，受扭转载荷的变形、应力。共15张截图。西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司作业2 问题描述：如右图模型（轴承座），其材料为铸铁，模型四个小孔固定，轴承孔上施加轴承载荷1000N。 要求：运用适当的网格划分方法，四个小孔和轴承孔处网格细化（或者运用映射网格划分方法）；求解结果显示模型的整体变形和等效应力。 截图：材料添加，网格划分效果，结果的变形、应力以及变形和应力的等值线图。共6张截图。西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司作业3 问题描述：如右图模型（

7、连接件），其材料为不锈钢，模型两个小孔固定，一个大孔上施加轴承载荷500N，另一个大孔上施加力载荷800N，且耳内侧受静水压力5MPa。 要求：运用适当的网格划分方法，两个小孔和两个大孔处网格细化（或者运用多区域网格划分方法）；求解结果显示模型的整体变形和等效应力。 截图：材料添加，网格划分效果，结果的变形、应力以及变形和应力的矢量显示图。共6张截图。静水压力西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司作业4 问题描述：如右图模型（支撑座-3-垂直），其材料为钛合金，模型外圈用圆柱面约束且轴向和径向为0，周向为free；模型内圈施加径向轴承载荷800N；模型端面施加压力载荷6MPa。 要求

8、：运用适当的网格划分方法，网格大小均匀一致在筋板厚度方向至少划分11个节点（或者运用扫略网格划分方法）；求解结果显示模型的整体变形和等效应力。 截图：材料添加，网格划分效果，结果的整体变形、等效应力以及径向变形和应力的网格显示图。共6张截图。西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司作业5 问题描述：如右图模型（支撑座-4-切向），其材料为铜合金，模型受如图所示方向的314rad/s的角加速度惯性载荷；模型内圈用圆柱面约束且轴向为0，径向和周向为free；模型外圈施加径向轴承载荷1000N。 要求：运用适当的网格划分方法，网格大小均匀一致在筋板厚度方向至少划分11个节点（或者运用refi

9、neing网格划分方法）；求解结果显示模型的整体变形和等效应力。 截图：材料添加，网格划分效果，结果的整体变形、等效应力以及径向变形和应力的网格显示图、矢量线时图、等值线图。共8张截图。西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司作业6 问题描述：如右图模型（螺旋桨），其材料为聚乙烯，模型如图所示方向的1000rad/s的角加速度惯性载荷；模型内圈用圆柱面约束且轴向为0，径向和周向为free；螺旋桨面施加压力载荷0.5MPa。 要求：运用适当的网格划分方法，网格大小均匀一致不得少于60万个节点（或者运用膨胀层网格划分方法）；求解结果显示模型的整体变形和等效应力。 截图：材料添加，网格划分效

10、果，结果的整体变形、等效应力以及径向变形和应力的网格显示图、矢量线时图、等值线图。共8张截图。西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司作业7 问题描述：如右图模型（叉壁），其材料为铝合金，孔1用圆柱面约束，径向、轴向位移均0，其周向free；孔2受x方向的力为200N，受z方向的力为100N；孔3约束为仅有压缩。 要求：运用适当的网格划分方法，各个孔处细化，两叉壁分叉处细化（运用虚拟球影响的网格划分方法）；求解结果显示模型的整体变形和等效应力。 截图：材料添加，网格划分效果，结果的整体变形、等效应力以及径向变形和应力的网格显示图、矢量线时图、等值线图。共8张截图。123西安嘉业航空科技有限公司西安嘉业航空科技有限公司作业8 问题描述：螺栓的预紧力，分三个加载步，第一步