连接支架有限元分析.doc

连接支架有限元分析 连接支架有限元分析有限元课程大作业指导老师：沈韶华姓名：侯参参班级：06机械5班学号：0601105312008年11月20日目录一、问题描述2二、建立模型，定义材料属性4三、划分网格6四、添加约束，施加载荷，求解7五、结果输出8连接支架有限元分析一、 问题描述连接支架尺寸如图所示：101.1175.177.1其中数据K为学号最后3位*/10，我的学号是531，k为53.1，故尺寸为：支架材料的弹性模量E=2*1011 Pa，泊松比u=0.3。约束和加载要求：连接支架在底面的四周边界不能发生上下运动，即不能发生轴向的位移；在底面的两个孔圆周上不能发生任何方向的运动，在半径为9的轴孔的内表面A处分布有k*106 Pa的压力，在宽为10的B表面分布有k*107 Pa 的压力 。进行ANSYS分析。二、建立模型，定义材料属性1、 模型分析该连接支架结构对称，由底板、轴孔和肋板组成，可按由底向上的顺序建模。2、 建模过程1) 底板：显示工作平面，把坐标系绕X轴旋转90度。用create rectangle by dimensions在工作平面做一个20*50.55的矩形，X：0，20；Y：0，50.55。在前方X轴外侧的两条交线做半径为7的倒角，并将圆弧和两条直角边形成平面。移动工作平面，X、Y、Z增量为13，43.55，0。用solid circle做圆面，半径为3。面相减：大矩形减去倒角和圆。拉伸：用alone normal,选择已作的唯一图形，拉伸长度为5。用reflect把延XZ平面镜像，把两块对称的volume加在一起。2) 圆柱轴筒和矩形槽移动工作平面到原点。用create rectangle by dimensions在工作平面做矩形，X：0，5；Y：9，11。用alone normal拉伸该矩形，拉伸长度为-70.1，生成长方体。将该长方体沿XY方向镜像。用solid circle作圆，圆心坐标：0，0；半径分别为9和11。面相减：大圆减小圆。沿Y轴旋转工作平面，旋转角度为90度，用divide把圆环按工作平面分为两部分，把底板以外的部分删掉。用alone normal选择半圆环拉伸，拉伸长度为-70.1。将工作平面移动到底板前方上表面棱线中点，坐标系绕Y轴旋转-90度。用create rectangle by dimensions在工作平面建矩形，X：0，-70；Y：-9.5，9.5。用alone normal拉伸该矩形，拉伸长度为7，生成长方体a。移动工作平面到生产长方体的前端上表面棱线中点，用create rectangle by dimensions建矩形，X：0，-70；Y： 5， 5。用alone normal拉伸该矩形，拉伸长度为-4，生成长方体b。从长方体a中减去长方体b。用圆柱桶外表面把长方体槽分成两部分，删去进入圆柱桶的部分。3) 肋板将当前工作平面选为当前坐标系。移动工作平面到底板上表面左后顶点，创建关键点0，-3，0；再移动工作平面到支架竖直部分上表面左后方顶点，创建关键点0，0，3；用这两点和底板与竖直部分交点创建直角三角形平面，拉伸5得一个肋板。返回原始工作平面。镜像得到另一侧肋板。4) 用glue选择pick all粘结所有块。模型建立完毕，如下图： 3、定义材料属性在material model 中选择isotropic，输入弹性模量2e11Pa，泊松比0.3。三、划分网格1、 定义单元类型在element types中选择add，创建新类型；选择solid，brick 8node45。2、 划分网格如下图，用divide把长方形槽和圆柱套筒的规则部分与不规则部分分开。选择mashtool，设置global的elements edge size为2。肋板、竖直套筒、水平槽用sweep划分，其他不规则部分自由划分。网格划分完毕，将所有块粘结在一起。四、添加约束，施加载荷，求解1、 添加约束在主菜单中选择solutiondefine loadapplystructuredisplacement：选择on lines，选择支架在底面的四周边界，选择Y向约束；选择on areas，选择底板的两个定位孔，选择all dots。2、 施加载荷solutiondefine loadapplystructurepressureon lines，选择A面，加载50500000；选择B面，加载5050000000 。3、 求解用current LS求解，看到提示：“solution is done!”，点击close，求解结束。五、结果输出1、 模型变形图2、 节点当量应力云图最大应力为0.579*1011Pa，最小应力为0.443*108Pa。3、 节点当量应力表PRINT S NODAL SOLUTION PER NODE * POST1 NODAL STRESS LISTING * LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 NODE S1 S2 S3 SINT SEQV 2287 0.12617E+11 0.76972E+09-0.50308E+11 0.62924E+11 0.57917E+11 3065 0.12365E+11 0.25777E+09-0.48872E+11 0.61237E+11 0.56171E+11 2256 0.12485E+11 0.53720E+09-0.48674E+11 0.61159E+11 0.56147E+11 2257 0.12595E+11 0.54454E+09-0.43145E+11 0.55740E+11 0.50798E+11其中，最大、最小应力点和对应应力大小为：MINIMUM VALUES NODE 970 264 2287 4558 4558 VALUE -0.94287E+10-0.29604E+11-0.50308E+11 0.46407E+08 0.40239E+08 MAXIMUM VALUES NODE 2166 2288 2