ansys圆轴扭转分析操作步骤.doc

中国矿业大学二一二二一三 学年第 一 学期力学与建筑工程学院课 程： 大型结构分析程序 班 级： 学 号： 姓 名： 任课教师： 二一二 年 十一 月圆轴扭转分析设等直圆截面对圆心的极惯性矩为 m-4圆截面的抗扭截面模量为 m-3圆截面上任意一点的剪应力与该点半径成正比，在圆截面的边缘上有最大值 MPa等直圆轴距离为0.045 m的两截面间的相对转角 rad分析步骤创建单元类型拾取菜单Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete。弹出图9-3所示的对话框，单击“Add”按钮；弹出图9-4所示的对话框，在左侧列表中选“Structural Solid”，在右侧列表中选“Qua d 8node 183”， 单击“Apply” 按钮；再在右侧列表中选“Brick 20node 186”, 单击“Ok” 按钮；对话框的“Close”按钮。定义材料特性拾取菜单Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models。弹出的图9-5所示的对话框，在右侧列表中依次双击“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”，弹出的图9-6所示的对话框，在“EX”文本框中输入2.08e11（弹性模量），在“PRXY” 文本框中输入0.3（泊松比），单击“Ok” 按钮。创建矩形面拾取菜单Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasRectangleBy Dimensions。在“X1,X2”文本框中输入0,0.025，在“Y1,Y2”文本框中分别输入0,0.12，单击“Ok”按钮。划分单元拾取菜单Main MenuPreprocessorMeshingMeshTool。单击“Size Controls”区域中“Lines”后“Set”按钮，弹出拾取窗口，拾取矩形面的任一短边，单击“Ok”按钮，在“NDIV”文本框中输入5，单击“Apply” 按钮，再次弹出拾取窗口，拾取矩形面的任一长边，单击“Ok”按钮，在“NDIV”文本框中输入8，单击“Ok”按钮。在“Mesh”区域，选择单元形状为“Quad”（四边形），选择划分单元的方法为“Mapped”（映射）。单击“Mesh” 按钮，弹出拾取窗口，拾取面，单击“Ok” 按钮。单击对话框的“Close”按钮。获得如图所示的网格。设定挤出选项拾取菜单Main MenuPreprocessorModelingOperateExtrudeElem Ext Opts。在“VAL1”文本框中输入5（挤出段数），选定ACLEAR为“Yes”（清除矩形面上单元），单击“Ok”按钮。由面旋转挤出体拾取菜单Main MenuPreprocessorModelingOperateExtrudeAreasAbout Axis。弹出拾取窗口，拾取矩形面，单击“Ok” 按钮；再次弹出拾取窗口，拾取矩形面在Y轴上的两个关键点，单击“Ok” 按钮；在“ARC”文本框中输入360，单击“Ok” 按钮。显示单元拾取菜单Utility MenuPlotElements获得结果如图所示。旋转工作平面拾取菜单Utility MenuWorkPlaneOffset WP by Increment。在“XY,YZ,ZX Angles”文本框中输入0,-90，单击“Ok” 按钮。创建局部坐标系拾取菜单Utility MenuWorkPlaneLocal Coordinate SystemCreate Local CSAt WP Origin。在“KCN”文本框中输入11，选择“KCS”为“Cylindrical 1”，单击“Ok” 按钮。即创建一个代号为11、类型为圆柱坐标系的局部坐标系，并激活之成为当前坐标系。选中圆柱面上的所有节点拾取菜单Utility MenuSelectEntity。在各下拉列表框、文本框、单选按钮中依次选择或输入“Nodes”、“By Location”、“X coordinates”、“0.025”、“From Full”, 单击“Apply” 按钮。旋转节点坐标系到当前坐标系拾取菜单Main MenuPreprocessorModelingMove/ModifyRotate Node CSTo Active CS。弹出拾取窗口，单击“Pick All”按钮。施加约束拾取菜单Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Nodes。弹出拾取窗口，单击“Pick All”按钮。弹出图9-15所示的对话框，在“Lab2”列表框中选择“UX”, 单击“Ok” 按钮。选中圆柱面最上端的所有节点激活图9-14所示 “选择实体对话框”，在各下拉列表框、文本框、单选按钮中依次选择或输入“Nodes”、“By Location”、“Z coordinates”、“0.12”、“Reselect”,单击“Apply” 按钮。施加载荷拾取菜单Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralForce/MomentOn Nodes。弹出拾取窗口，单击“Pick All”按钮。在“Lab”下拉列表框中选择“FY”，在“VALUE”文本框中输入1500，单击“Ok” 按钮。这样，在结构上一共施加了40个大小为1500 N的集中力，它们对圆心的矩的和为1500 Nm。选择所有拾取菜单Utility MenuSelectEverything。显示体拾取菜单Utility MenuPlotVolumes。施加约束拾取菜单Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Areas。弹出拾取窗口，拾取圆柱体下侧底面（由4部分组成），单击“Ok” 按钮。在“Lab2”列表框中选择“All DOF”, 单击“Ok” 按钮。求解拾取菜单Main MenuSolutionSolveCurrent LS。单击“Solve Current Load Step” 对话框的“Ok” 按钮。在单击随后弹出的对话框的“Yes” 按钮。出现“Solution is done！”提示时，求解结束，即可查看结果了。显示变形拾取菜单Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsDeformed Shape。在弹出的对话框中，选中“Def+undeformed”(变形+未变形的单元边界)，单击“Ok” 按钮。结果如图改变结果坐标系为局部坐标系拾取菜单Main MenuGeneral PostprocOptions for Outp。在“RSYS”下拉列表框中选择“Local system”，在“Local system reference no”文本框中输入11，单击“Ok” 按钮。选择z=0.045 m的所有节点在“选择实体对话框”中，在各下拉列表框、文本框、单选按钮中依次选择或输入“Nodes”、“By Location”、“Z coordinates”、“0.045”、“From Full”, 然后单击“Apply”按钮；再在各下拉列表框、文本框、单选按钮中依次选择或输入“Nodes”、“By Location”、“Y coordinates”、“0”、“Reselect”，然后单击“Apply”按钮。列表显示节点位移拾取菜单Main MenuGeneral PostprocList ResultsNodal Solution。在列表中依次选择“Nodal SolutionDOF SolutionY-Component od displacenent”，单击“Ok” 按钮。列表结果如下：NODE UY 18 0.34383E-04 47 -0.27636E-14 55 0.34389E-05 65 0.68778E-05 77 0.10313E-04 87 0.13749E-04 99 0.17190E-04 109 0.20632E-04 121 0.24065E-04 131 0.27498E-04 143 0.30942E-04 MAXIMUM ABSOLUTE VALUES NODE 18 VALUE 0.34383E-04表明在18号节点上有最大的切向位移3.438310-5 m，对应的转角 rad，与理论结果完全一致。选择单元 “选择实体对话框”中，在各下拉列表框、文本框、单选按钮中依次选择或输入“Nodes”、“By Location”、“Z coordinates”、“0，0.0