基于ANSYS的有限元分析

1、仅供学习参考有限元大作业基于 ansys 的有限元分析班 级：学 号： 姓 名：仅供学习参考指导老师：完成日期:ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析FEA丨软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程 CAE软件，能与多数计算机辅助设计CAD，computer Aideddesign软件接口，实现数据的共享和交换，女口Creo ,NASTRAN , Alogor, IDEAS, AutoCAD等。是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。在核工业、 铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造 船、生物医学、轻工

2、、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。目前，中国100多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软 件。2D Bracket问题描述:仅供学习参考We will model the bracket as a solid 8 node plane stress element.1.Geometry: The thick ness of the bracket is 3.125 mm2.Material: steel with modulus of elasticity

3、E=200 GPa.3.Boun dary con diti ons: The bracket is fixed at its left edge.4.Load ing: The bracket is loaded uniformly along its top surface. The load is 2625N/m.5.Objective: a.Plot deformed shapeb. Determine the principal stress and the von Mises stress. (Use thestress plots to determ ine these)c. R

4、emodel the bracket without the fillet at the corner or change thefillet radius to 0.012 and 0.006m, and see howd. pri ncipal stress and von Mises stress cha nge.月打QSm *一，建立模型仅供学习参考1设置工作平面在an sys主菜单里找到workpla newp sett in gs,输入如下参数。仅供学习参考2建立关键点如图AMSYS颂JI19U3连接各点组成下列图所示的线段KXRIANSYSriMH*耳1W ” 7&L4_

5、 _ _ _ _ _ _ ” 四kE I Biri JE厶 F 1 Lb likPi_itukI*TFFt M仅供学习参考4上述6条线段组成封闭的面6画出两圆位置如图，将各组成面进行布尔和组成一个面。仅供学习参考7修改工作平面尺寸，画出图示两小圆，与大平面进行布尔差WP，设置材料属性材料性质为线弹性，杨氏模量为200GPa,泊松比为0.3。三，设置网格单元属性并划分网格1选择单元类型为8节点应力单元C Pole厂-Orirl冃rir| T riuflud0 GiriiJ UnivTriad dm*F EiLil匕S-rid*j仅供学习参考2设置平面应力单元厚度为0.3125m。3设置单元大小在

6、平板外围轮廓线上设置为长度0.0125m，在两空孔内部曲线上设置为长度0.001m。Element Sizes on Picked LineELLESIZE) Element izes cn picked line予SIZE I emen l edg v lengthND1V Nou of element diwiionCNIDIV冷used cnly if SIZE is blank or zero)KVND1V SI?EaNDIV can be changedSPACE Spacing i dUoANGSJZ Division arc (dogrc-wp sett in gs,输入如下参数

7、。2建立一个长5cm宽1cm高8cm的长方体仅供学习参考1VULOESANSYS生 629 2D1Eifiisas2i3在长方体上开两个小孔，孔径5mm。仅供学习参考4以平板一面为基准依次建立的长方体二，设置材料属性材料性质为线弹性，杨氏模量为200GPa,泊松比为0.3。TEHLnai.T PF -3TiinAMStS初tl皿让&4/1 仅供学习参考A Linear Isotropic Properties for Material Number 1Linear Isotropic Naterial Prop已ftiEs for Naterial Mumfe已f 1TLAdd Tem

8、peratureDelete Temperature 1GraphIICancel 1HelpJ三，设置网格单元属性并划分网格1选择单元类型为10节点应力单元f Library ofElement TpeFlpfTipnt type reference niimbpr4ppl2划分网格Ubrary of Elerrent Types-layered 191concret 6STet 4 node 285lOnode 137lOriode 2lOiode 92仅供学习参考四，载荷与边界条件将基准平板两孔内外表完全约束，在悬臂上施加大小为10兆Pa压强。五，计算与后处理1新建分析文件，设置为静态。

9、AN5WSHI 14 LSI |仅供学习参考2后处理仅供学习参考变形云图DISPLACENEirrSTEP-2SUB -1TIHE2IK-.00143ANSYSNCV 29 2D 1617:19:33仅供学习参考Mises应力云图1LLEMEKI 50WI10H7MISYSIEP=5SUB =12IE=JSEQW，SMN，StK -=.001443=120524一.12JE+1012OE24SOV 29 20117；20：17.431E+0S.L44*09.11BI+10.101E+10-1ZSE+L0仅供学习参考ANSYS-57SE+口歩丄LSE-10.131E+09.JiaE.+ OS.1

10、D1E+1O. 129E+10120524.1441+09ELEMEITI 3CLUT1OETIME=2SEQV NQflVGIMS =.0014343SMM=120524SMK =.129E+10NOV 29 201617:20:31仅供学习参考r_J12024_2BflEtO3.S75EIflS.aGSEtflS.11&E+10.1441+09.431E-D9.719E+0S.1D1E+1&.l；9E+10T：ME=25LQV阳叭DHZ -.0014435HK =120524 5MX=,129E10ANSYSt-jLMtlJl 5OLUILONNOV 29 2016主应力云

11、图1ELEMENT S0L7TIDNSTEP=iSUE =1_TME=3SINQMX=.001443 5MEi=-.44 6El-aSEMX =xl?CE-l-iaANSYSNOT 29 20117:21:1#.ncz + ia-.aOBE+OI.74SE+OS- 122E*1(3.L7IE+U仅供学习参考从应力云图图可以看出在两孔处应力较大，在伸出端和平板连接的上下两处应力较大，在伸出端上靠近平板处应力增大。左右方向的伸出端无应力集中，应力也不大。3计算最大载荷这里假设使用的是常见的Q235号钢，屈服极限为235Mp。根据题设给出的平安系数s=1.25可以算出材料许用应力为188MPa,结构

12、危险截面应力不允许到达188MPa。根据上述分析可知在10MPa压力下结构最大应力为1290MPa，对于线弹性问题，载荷与应力成正比，可 以反求出当应力在188MPa时结构承受载荷为1.5MPa压力。六，Abaqus比照分析1软件介绍：ABAQUS被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。ABAQUS不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。ABAQUS的系统级分析的特点相对于其他的分析软件来说是独一无二的。由于ABAQUS优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得ABAQUS被各

13、国的工业和研究中所广泛的采用。ABAQUS产品在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大的作用。-.44W+D9.3Dl*fB.SDtE+C9. 9B3E+0 9.14U+1D-.SOBE+OS.2EE+D.71SE*09.122E+1D.17OE*1QNOT 29 2DL17:21:3BSUE =1TIMEF-51做GAVE)D4X =.001443 SUN=-.446+0Mk -.170E-10仅供学习参考2同样的，在abaqus中建立上述模型，并计算的到如下结果。IT悴.】渔亦+；，网W巧*r -ax- i - - II-. - I ;M S&fre-frOfi- T恥叶+E2 讥 -

14、4-3t*航 擁 寸 *k *iJCEMK：L-冲7叭CQ!- *1沖卄 Emises应力云图QDEk IcEturvJdb odb 44qWs landlord ft 13-15UIOTEU9；f;3 GWT-H;DD 2014畑a仅供学习参考主应力云图 比照ANSYS和Abaqus的分析结果，显然计算结果大致相同，足以验证上述分析的正确性。3验证最大载荷在abaqus中，将载荷修改成1.5MPa计算得到的最大mise应力为180MPa，符合上述分析得 到的结论。七，总结ANSYS大作业在历时一个星期的坎坷中完成了，心中的喜悦难以言喻。第一次听到ANSYS这个软件还从老师课上的说教，真正接触到这个软件，深深的觉得它难学，难用，跟我之前学过的catia以及abaqus有着很大的区别。 在学习它的过程中， 逐渐的体会用数学的思维解 决工程实际问题这一思想。使用ANSYA完成大作业是我的一次大胆尝试，在完成大作业的过程中我遇到了各种各样的困难，由于初学ANSYS对软件的不熟悉，造成了我分析的困难，这也促进了我去图书管看辅导