有限元分析报告大作业

1、=WORD完满版-可编写-专业资料分享=有限元解析大作业基本要求：以小组为单位完成有限元解析计算，并将计算结果上交；以小组为单位撰写计算解析报告；按以下模板格式完成解析报告；计算结果要求提交电子版，一个算例对应一个文件夹，报告要求提交电子版和纸质版。有限元解析大作业小组成员：储成峰李凡张晓东朱臻极高彬月Jobname：banshou完成日期：2016-11-22一、问题描述（要求：应结合图对问题进行详细描述，同时应清楚阐述所研究问题的受力情况和拘束情况。图应清楚、清楚，且有必要的尺寸数据。）以下列图，为一内六角螺栓扳手，其轴线形状和尺寸如图，横截面为一外接圆半径为0.01m的正六边形，拧紧力F

2、为600N，计算扳手拧紧时的应力分布。图1扳手的几何结构二、数学模型（要求：针对问题描述给出相应的数学模型，应包括表示图，表示图中应有必要的尺寸数据；如进行了简化等办理，此处还应给出文字说明。）-完满版学习资料分享-=WORD完满版-可编写-专业资料分享=图2数学模型如图二所示，扳手结构简单，直接按其结构进行有限元解析。三、有限元建模3.1单元选择（要求：给出单元种类，并结合图对单元种类进行必要阐述，包括节点、自由度、实常数等。）图3单元种类扳手截面为六边形，采用4节点182单元，182单元可用来对固体结构进行二维建模。182单元可以看作一个平面单元，也许一个轴对称单元。它由4个结点组成，每个

3、结点有2个自由度，分别在x,y方向。-完满版学习资料分享-=WORD完满版-可编写-专业资料分享=扳手为规则三维实体，选择8节点185单元，它由8个节点组成，每个节点有3个自由度，分别在x，y，z方向。3.2实常数（要求：给出实常数的详细数值，如无需定义实常数，需明确指出对于本问题选择的单元种类，无需定义实常数。）由于该单元种类无实常数，因此无需定义实常数3.3资料模型（要求：指出选择的资料模型，包括必要的参数数据。对于三维结构静力学，应力主要满足广义虎克定律，）因此对应ANSYS中的线性，弹性，各项同性，弹性模量EX：2e11Pa,泊松比PRXY=0.33.4几何建模由于扳手结构比较简单，因

4、此可以直接在ANSYS软件上直接建模，在ANSYS建立正六边形，再创办直线，面沿线挤出体，获取扳手几何模型图4几何建模3.5网格划分方案（要求：指出网格划分方法，网格控制参数，最一生成的单元总数和节点总数，其他还应附上最终划分好的网格截图。）-完满版学习资料分享-=WORD完满版-可编写-专业资料分享=图5网格划分设定截面每条边线切割份数为3，单元边长为0.01，采用照射的划分单元方法最大节点数为2145，单元总数为1000，网格划分如图4所示3.5载荷及界线条件办理（要求：指出拘束条件和载荷条件。）-完满版学习资料分享-=WORD完满版-可编写-专业资料分享=F=600N固支拘束图6载荷及界

5、线条件四、计算结果及结果解析（要求：此处包括位移解析、应力解析、支反力解析等，应附上相应截图及数据，其他还对付正确性进行解析评判。）。变形图：如图7所示，依照资料力学相关解析初步判断，扳手手柄朝力的方向必然的波折变形。-完满版学习资料分享-=WORD完满版-可编写-专业资料分享=图7变形图位移解析：如图8所示，扳手手柄向力的方向位移，位移最大在手柄处节点，最大位移：0.514E-03m图8位移图应力解析：如图9所示，依照资料力学解析，应力主要集中在扳手的弯角处，最大应力：0.146E+09Pa-完满版学习资料分享-=WORD完满版-可编写-专业资料分享=图9应力求附件1：小组成员工作说明（要求

6、：明确说明小组各个成员在本次大作业中所做的工作，工作内容将作为口试提问的依照之一，同时也作为成绩评定的依照之一。需注意，附件1的撰写应由小组成员共同完成。）储成峰：启动ANSYS程序，定义解析种类，单元种类。张晓东：资料属性，创办几何模型，划分网格。朱臻极：增加拘束，增加载荷。李凡：办理变形图，应力求，位移图。高彬月：计算结果及结果解析，文档的整理。附件2：详细的计算过程说明（依照上机指导的格式撰写）1.启动ANSYS程序开始所有程序ANSYSEDANSYSProductLauncherSimulationEnvironment下拉框中选择ANSYSED，Product下拉框中选ANSYSED

7、；FileManagement选项卡：设置WorkingDirectory和JobName命名为banshouRun。设定解析种类MainMenuPreferencesStructuralOK。定义单元种类MainMenuPreprocessorElementTypeAddStructuralSolid，Quad4-完满版学习资料分享-=WORD完满版-可编写-专业资料分享=Node182ApplyBrick8node185-OK。4.定义资料属性MainMenuPreprocessorMaterialPropsMaterialModelsStructuralLinearElasticIsot

8、ropicEX=2e11，PRXY=0.3.创办正六边形拾取菜单mainmenupreprocessormodelingcreatareaspolygonhexagon，在wpx，wpy，radius文本框中分别输入0,0,0.01。改变视点拾取菜单uilitymenuplotctrlspanzoomrotate，单击iso，fit。显示要点点，线号拾取菜单uilitymenuplotctrlsnumbering，把要点点和线号打开，单击ok。创办要点点拾取菜单mainmenupreprocessormodelingcreatkeypointsinactivecs，在npt输入7，x，y，z，

9、输入0,0,0，单击apply，在npt中输入8，x，y，z，输入0,0,0.05,在npt中输入9，x，y，z，输入0,0.1,0.05，单击ok。9.创办直线拾取菜单mainmenupreprocessormodelingcreatlineslinesstraightline，选取要点点7,8和8,9创办两条直线。10.创办圆角拾取菜单mainmenupreprocessormodelingcreatlineslinesfillet，拾取直线7,8单击ok，在rad输入0.01511.创办直线拾取菜单mainmenupreprocessormodelingcreatlineslinesst

10、raightline，选取要点点1,4，创办直线。将六边形划分为两部分拾取菜单mainmenupreprocessormodelingoperateBooleansdivideareabyline，分别拾取六边形面和1,4间的直线。13，划分单元拾取菜单mainmenupreprocessormeshingmeshtool，单击sizecontrols的lines后的set，拾取直线2,3,4，单击ok，在NDIV文本框中输入3，单击apply，再次拾取直线7,9,8单击ok，删除NDIV文本框中的3，在SIZE文本框中输入0.01，单击ok，在mesh地域中选择单元形状为quad，选择划分单

11、元的方法为mapped，单击mesh，弹出拾取窗口，拾取六边形面的两部分，单击ok14，由面沿直线挤出体拾取菜单mainmenupreprocessormodelingoperateextrudeareasalonglines，分别拾取六边形面的两部分和直线7,9,815，除去面单元-完满版学习资料分享-=WORD完满版-可编写-专业资料分享=拾取菜单mainmenupreprocessormeshingclearareas，拾取z=0的两个面，点击ok16.施加拘束拾取菜单mainmenusolutiondefineloadsapplystructuraldisplacementonarea

12、s，弹出拾取窗口，拾取z=0的两个平面，单击ok，在列表中选择“ALLDOF”单击“ok”拾取菜单mainmenusolutiondefineloadsapplystructuralforce/momentonkeypoints,弹出拾取窗口，拾取扳手长臂端面的六个极点，单击ok，选择lab为fx，在value文本框中输入100，单击ok。17，求解拾取菜单mainmenusolutionsolvecurrentls点击solvecurrentloadstep中的ok，出现solutionisok，可以查察结果18，后办理（1）变形图MainmenuGeneralPostprocPlotResultdeformedshape（2）应力求MainmenuGen