有限元分析三维托架实体受力分析

《有限元基础理论》报告学院：班级：姓名：学号：任课老师：二〇一一年十二月题目一：三维托架实体受力剖析题目：1、三维托架实体受力剖析：托架顶面承受50psi的平均散布载荷。托架经过有孔的表面固定在墙上，托架是钢制的，弹性模量E=29×106psi，泊松比v=.试经过ANSYS输出其变形图及其托架的vonMises应力散布。题目

1的剖析：先进行建模，此建模的难点在对

V3的建立（既图中的红色部分）

。要想构

建

V3

，

第一应将

A15

做出来

，而后

履行

MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Volumes命令，将全部的实体归并为一个整体。建模后，就对模型进行网格的区分，推行MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool,先对网格尺寸进行编写，选，而后点Meshing，Pickall进行网格区分，所得结果如图。区分网格后，就能够对模型施加拘束并进行加载求解了。施加拘束时要注意，因为三维托架不过经过两个孔进行固定，故施加拘束应当不过针对两孔的内表面，履行MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structrual>Displacement>Symmetry>OnAreas命令，而后拾取两孔的内表面，单击OK就行了。施加拘束后，就能够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。图、托架网格图图输出的是原型托架和施加载荷后托架变形图的对照，虚线部分即为托架的原型，从图可看出，因为载荷的作用，托架上边板显然变形了，变形最严重的就是红色部分，这是因为其离托板就远，没有任何物体与其分担载荷，故其较简单变形甚至折断。这是我们在应用托架的时候应当注意的。图、托架位移变形图图为托架的应力散布图，由图可看出主要在两孔处出现应力集中，也就是说这些地方所受的应力的最大的，比较简单出现裂缝。我们在应用托架的时候，应当注意采纳一些设备，以便减缓其应力集中。特别是在施加载荷时，绝对不可以够超出托架所能承受的极限，不然势必致使事故的发生。文后附上建模剖析时所履行的命令流。图、托架应力散布图1.指定剖析标题1．选用菜单路径UtilityMenu|File|ChangeJobname，将弹出ChangeJobname(改正文件名)对话框。2．在Enternewjobname(输入新文件名)文本框中输入文字“bracket”，为本剖析实例的数据库文件名。单击对话框中的“OK”按钮，达成文件名的改正。3．选用菜单路径UtilityMenu|File|ChangeTitle，将弹出ChangeTitle(改正标题)对话框。4．在Enternewtitle(输入新标题)文本框中输入文字“pressanalysisofbracketstructure”，为本剖析实例的标题名。单击对话框中的“OK”按钮，达成对标题名的指定。2.定义单元种类1．选用菜单路径MainMenu|Preprocessor|ElementType|Add/Edit/Delete，将弹出ElementTypes(单元种类定义)对话框。单击对话框中的按钮，将弹出LibraryofElementTypes(单元种类库)对话框。2．在左侧的转动框中单击“StructuralSolid”，选择构造壳单元种类。在右侧的转动框中单击“Quad10node92”,在对话框中单击“OK”按钮，达成对这类单元的定义。3.指定资料特征1．选用菜单路径MainMenu|Preprocessor|MaterialProps|MaterialModels，将弹出DefineMaterialModelBehavior(资料模型定义)对话框。2．挨次双击Structural，Linear，Elastic和Isotropic，将弹出1号资料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框。3．在EX文本框中输入，PRXY文本框中输入。定义资料的弹性模量为N/m2，泊松比为。单击“OK”按钮，封闭对话框。4．在DefineMaterialModelBehavior(资料模型定义)对话框中，选用路径Material|Exit，达成对资料模型的定义。5．单击的ANSYSToolbar工(具条)上的“SAVE”按钮，保留数据库文件4.成立托架的有限元模型1．选用路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Volume|Block|ByDimensions，将弹出CreateBlockbyDimensions(依据坐标创立体)对话框。在对话框输入：X1,X2X-coordinates：-1,1Y1,Y2Y-coordinates：，Z1,Z2Z-coordinates：0，1/8而后单击“

APPLY”按钮，再次在对话框输入：X1,X2X-coordinates：-1,1Y1,Y2Y-coordinates：，Z1,Z2Z-coordinates：0，32．选用路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Add|Volumes出AddVolumes(体相加)对话框，在对话框单击“PICKALL”按钮达成体相加操作。

将弹3．在履行显示keypoint的操作以后，履行显示line

的操作，选用路径

MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Lines|Lines|StrainghtLine将弹出CreateStraightLine对话框，而后选择重点点5、13生成L13直线，单击“OK”按钮达成操作。4．选用路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Area|Arbitrary|ByLines将弹出对话框CreateAreaByLines而后选择直线L1,L9,L13,L20,L24,L25，单击“OK”即可生成面A4。5．选用路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Operate|Extrude|Areas|AlongNormal弹出对话框ExtrudeAreaby选择面A4单击“OK”按钮，将弹出另一个对话框，在Lengthextrusion项输入“-1/8”，单击“OK”按钮。而后再次如前做的将全部体相加的操作。6．选用路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Areas|Circle|SolidCircle将弹出SolidCircularArea对话框，在WPx,WPy,Radius项分别输入0，，单击Apply,再次输入0，，而后单击“OK”按钮。而后选用路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Operate|Extrude|Areas|AlongNormal弹出对话框ExtrudeAreaby选择此中一个圆面单击“Apply”按钮，将弹出另一个对话框，在Lengthextrusion项输入“1”，单击“OK”按钮。对另一个圆面做同样操作。7．选用路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Subtract|Volumes将弹出SubtractVolumes(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，达成体相减操作。5.网格区分1．选用路径

MainMenu|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“

PICKALL”按钮达成网格区分。6.施加拘束，载荷并求解1．选用菜单路径MainMenu|Preprocessor|Loads|DefineLoads|Apply|Structural|Displacement|OnAreas，将会弹出拾取对话框,选择两圆孔，单击对话框中的“OK”按钮。达成施加拘束操作。2．选用菜单路径MainMenu|Solution|DefineLoads|Apply|Structural|Pressure|OnAreas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LoadPRESvalue项输入“

50”单击“

OK”达成施加载荷操作。3．选用菜单路径

MainMenu|Solution|Solve|CurrentLS

弹出SolveCurrentLoadStep对话框，单击“

OK”开始求解，求解结束后，封闭相应付话框。4．选用菜单路径MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu

将弹出ContourNodalSolutionData对话框，选择NodalSolution|DOFSolution|Displacementvectorsum将获得如位移图：5．选用菜单路径MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu将弹出ContourNodalSolutionData对话框，选择NodalSolution|Stress|vonMisesStress将获得如应力争：命令代码/BATCHmp,'',,,,,,,,,,,,,,,,1WPSTYLE,,,,,,,,0/PREP7/COM,ANSYS/GRA,POWER/REPLOT,RESIZE!*RELEASE/GST,ON/FILNAME,brackET,1,SOLID92UP/PLO,INFO,3et,0!*22:40:46/GRO,CURL,ON/TITLE,press!*12/25/2011/CPLANE,1analysisofMPTEMP,,,,,,,,/input,menust,t/REPLOT,RESIZEbracketstructureMPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,KPLOTFITEM,2,3VOFFST,1,1,,MPDATA,PRXY,1,,LSTR,5,VADD,P51X!*SAVE13CYL4,0,,VOFFST,2,1,,BLOCK,-1,1,,,0,,LPLOTCYL4,0,,FLST,3,2,6,ORDE,BLOCK,-1,1,,,0,3,/REPLOT,RESIZE/VIEW,2FLST,2,2,6,ORDE,/PNUM,KP,01,,,FITEM,3,12/PNUM,LINE,1/ANG,1,FITEM,3,3FITEM,2,1/PNUM,AREA,0/REPLOVSBV,FITEM,2,-2/PNUM,VOLU,0/VIEW,2,P51XVADD,P51X/PNUM,NODE,01,,,SAVE/PNUM,KP,1/PNUM,TABN,0/ANG,1,MSHAPE,1,3D/PNUM,LINE,0/PNUM,SVAL,0/REPLOMSHKEY,0/PNUM,AREA,0/NUMBER,0/VIEW,1,!*/PNUM,VOLU,0!*0.,,CM,_Y,VOLU/PNUM,NODE,0/PNUM,ELEM,0/ANG,1,VSEL,,,,/PNUM,TABN,0/REPLOT/REPLO4/PNUM,SVAL,0!*APLOTCM,_Y1,VOLU/NUMBER,0/VIEW,/PNUM,KP,0CHKMSH,'VOLU'!*1,,,/PNUM,LINE,0CMSEL,S,_Y/PNUM,ELEM,0/ANG,1,/PNUM,AREA,1!*/REPLOT/REPLO/PNUM,VOLU,0VMESH,_Y1!*FLST,2,6,4/PNUM,NODE,0!*/USER,1FITEM,2,1/PNUM,TABN,0CMDELE,_Y/FOC,FITEM,2,9/PNUM,SVAL,0CMDELE,_Y11,,,FITEM,2,13/NUMBER,0CMDELE,_Y2/REPLOFITEM,2,20!*!*/VIEW,FITEM,2,25/PNUM,ELEM,0/VIEW,1,,,FITEM,2,24/REPLOT1,,,/ANG,1,AL,P51X!*/ANG,1,/REPLO!*/VIEW,/REPLO/DIST,1,,1VOFFST,4,,,1,,,/VIEW,/REP,FASTFLST,2,2,6,ORDE,/ANG,1,1,,,LSTR,5,2/REPLO/ANG,1,13FITEM,2,1!*/REPLO/VIEW,1,,,/REP,FAST/ANG,11,,,/ANG,1,/DIST,1,,1/REP,FAST/ANG,1,/REPLO/REP,FAST/VIEW,1,,-1/REPLO/VIEW,/DIST,1,,1/ANG,1/VIEW,1,,/REP,FAST/REP,FAST1,,,0.,FLST,2,8,5,ORDE,/VIEW,1,,,1-0./ANG,1,2/ANG,1/ANG,1,/REPLOFITEM,2,32/REP,FAST/REPLO/VIEW,FITEM,2,-39/VIEW,/VIEW,1,,!*1,,,1,,,-0.,/GO/ANG,1,/ANG,1,/ANG,1,DA,P51X,ALL,/REPLO/REPLO/REPLO/UI,MESH,OFF/VIEW,1,,/VIEW,/VIEW,FINISH0.,1,,,1,,,/SOL/ANG,1,/ANG,1,/ANG,1,/FOC,/REPLO/REPLO/REPLO1,,,SAVE/VIEW,1,/DIST,1,,1/REPLO/VIEW,-0.,,/REP,FAST/VIEW,1,1,,,/ANG,1,/DIST,1,,10.,,/ANG,1,/REPLO/REP,FAST/ANG,1,3./VIEW,/DIST,1,,1/REPLO/REPLO1,,,/REP,FAST/VIEW,/FOC,/ANG,1,/DIST,1,,11,,,1,,/REPLO/REP,FAST/ANG,1,,/VIEW,/DIST,1,,1/REPLO/REPLO1,,,/REP,FAST/VIEW,/FOC,/ANG,1,/DIST,1,,11,,,1,,/REPLO/REP,FAST/ANG,1,,1./VIEW,/DIST,1,,1/REPLO/REPLO1,,,/REP,FAST/VIEW,1,,,-1/VIEW,/ANG,1,/DIST,1,,1/ANG,11,,,/REPLO/REP,FAST/REP,FAST/ANG,1,/VIEW,/DIST,1,,1/VIEW,1,-1/REPLO/VIEW,1,,,1/ANG,1,1,,,1,,/ANG,1/REPLO/ANG,1,-0.,/REP,FA