靳志远1210830209汽车制动踏板.doc

如图1所示为汽车制动踏板结构，已知其材料的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3。试分析该结构在承受500N作用下的变形及应力分析。图1 汽车制动踏板结构ANSYS软件分析的过程和步骤1）选择单元与输入材料性能 （1）选取单元 Main MenuPreporcessorElement typeAdd/Edit/Delet，出现一个如图2所示的对话框，单机Add，出现一个Element Type对话框，在Libray of Element Type左上面的列表中选择Solid，在其右边的列表栏中选择Brick 20node 186，单机OK，单击Element type对话上上的Close，完成单元选取。 （2）输入材料参数 Main MenuPreporcessorMaterial PropsMaterial Models，出现一个如图3所示的对话框，在Material Models Available下面的对话框中，打开StructuralLinearElasticIsotropic，出现一个对话框，输入EX=2e11，PRXY=0.3，单击OK，单击MaterialExit，完成材料属性的设置。2） 生成几何模型 （1）打开工作平面 Utility MenuWorkPlaneDisplay Working Plane，在图形窗口将出现一个 WX、WY、WZ的坐标轴显示；在实用菜单上选择Utility MenuWorkPlaneDisplay Working PlaneOffset WP by Increments，弹出一个Offset WP对话框，在WX、WY、WZ Angles下面的输入框中输入0，-90，单击Apply，则工作平面的WZ方向指向正方向；再单击图形窗口右边的按钮，即坐标轴将按轴测图方式显示。 （2)生成一个块体 Main MenuPreporcessorModelingCreatVolumesBlockBy Dimensions，弹出一个如图4所示的对话框，输入：X1=0，X2=0.150，Y1=0，Y2=0.004，Z1=0，Z2=0.020，单击OK，生成的结果如图5所示。 （3）平移工作平面并切割面 在Offset WP对话框中的X,Y,Z Offsets输入栏里输入0,0,0.010，单击Apply。切割面：Main MenuPreporcessorModelingOperateBooleansDivideArea by WrkPlane，弹出一个拾取框，用鼠标在图形框中拾取编号为6的面，单击OK。 （4）由点生成面 Main MenuPreporcessorModelingCreatAreasArbitrayThrough KPs，在弹出拾取框后，用鼠标在图形窗口依次拾取编号为2,10,9,1的关键点，单击OK，则在体内生成一个编号为6的面。 （5）由面分割体 Main MenuPreporcessorModelingOperateBooleansDivideVolume by Are，在弹出拾取框后，用鼠标在图形窗口中拾取编号为1的体。单击OK，再用鼠标在图形窗口中拾取编号为6的面，单击OK，则体被分为两个体，生成的结果如图6所示。 （6）移动工作平面并生成体 Utility MenuWorkPlaneOffset WP toKeypoints，在弹出拾取框后，用鼠标在图形窗口拾取编号为7的关键点，单击OK。 生成体：Main MenuPreporcessorModelingCreatVolumesBlockBy Dimensions，弹出一个如图7所示的对话框，输入X1=-0.015，X2=0，Y1=-0.040，Y2=0，Z1=0，Z2=0.003，单击OK。 （7）旋转并移动工作平面并切割体 在Offset WP对话框中的XY,YZ,ZX Angles输入框里输入0.90,，单击Apply；在X,Y,Z Offsets输入栏里输入0,0,0.04，单击Apply。 切割体：Main MenuPreporcessorModelingOperateBooleansDivideVolu by WrkPlane，在弹出拾取框后，用鼠标在图形窗口拾取编号为1的体，单击OK。平面工作平面：在X,Y,Z Offsets输入栏里输入0,0,0.016，单击Apply。 分割体：Main MenuPreporcessorModelingOperateBooleansDivideVolu by WrkPlane，在弹出拾取框后，用鼠标在图形窗口拾取编号为4的体，单击OK。 （8）旋转工作平面并分割体 在Offset WP对话框中的XY,YZ,ZX Angles输入框里输入0,0,90，单击Apply；在X,Y,Z Offsets输入栏里输入0,0,-0.015/2，单击Apply。分割体：Main MenuPreporcessorModelingOperateBooleansDivideVolu by WrkPlane，在弹出拾取框中，单击Pick all。平移工作平面：在X,Y,Z Offsets输入栏里输入0,0，-0.015/2，单击Apply。 分割体：Main MenuPreporcessorModelingOperateBooleansDivideVolu by WrkPlane，在弹出拾取框中，单击Pick all，生成的结果如图8所示。 （9）删除体 Main MenuPreporcessorModelingDeleteVolume and Below，在弹出拾取框后，用鼠标在图形窗口拾取编号为1,3,8的块体，单击OK关闭工作平面：执行Utility MenuWorkPlaneDisplay Working Plane即可。 （10）蝶叠分体 Main MenuPreporcessorModelingOperateBooleansPartitionVolumes，单击弹出对话框中的Pick all，最后生成的结果如图9所示。3） 生成网络模型 （1）指定单元尺寸 Main MenuPreporcessorMeshingSize Cntrls，在弹出的对话框中Element edge length的对应栏里输入0.002，即单元里的边长设置为0.002，单击OK，关闭对话框。 （2）采用扫掠方式生成单元 Main MenuPreporcessorMeshingMeshVolume SweepSweep，单击对话框中的Pick all，则生成的网络结果如图10所示。4） 进入求解器施加边界条件并计算 （1）施加位移边界条件 Main MenuSolutionDefine LoadApplyStructrualDisplacementOn Areas，在弹出拾取框后，用鼠标在图形窗口拾取编号为5的面，单击OK，随后再弹出一个Apply U,ROT on Areas的对话框，在DOFs to be constrained后面的选择栏中选中ALL DOF，单击OK。 （2）施加集中力 Main MenuSolutionDefine LoadApplyStructrualForce/MomentOn Keypoints，在弹出拾取框后，用鼠标在图形窗口拾取编号为36的关键点，单击OK，随后弹出一个Apply F/M KPs的对话框，在Direction of force/mom后面的选取框中选择FY，在Force/moment value后面的输入栏里输入-500，单击OK，生成的结果如图11所示。 （3）分析计算 Main MenuSolutionSolveCurrent LS，在弹出对话框后，单击OK，则开始分析计算。当出现Solution is done的对话框后，表示分析计算结束。5） 进入后处理器查看计算结果 （1）显示Mises应力图 Main MenuGeneral PostprocPlot Res