ansys回转轴分析

第四题如图所示轴，工作时所受扭矩为T，轴材料为45# 钢，图中长度单位为mm。建立三维实体模型，采用静力分析其变形和应力状况。（提示：两键槽传递扭矩）序号数据（长度单位mm，扭矩单位N.m）ABCDET445342824221600要求给出：1查看总体变形，2查看位移分布图，3查看应力分布图一. 建模1 .根据题目所给尺寸，用Pro-e创建该轴的三维模型,如图1所示 图1 三维建模2. 设置工作文件名 拾取菜单UtilityFileChange Jobname。在弹出的对话框中的“/FILNAM”文本框中输入zhou，定为标题，单击“OK”。 拾取菜单UtilityFileChange Directory。修改工作目录，在弹出的对话框中选择路径“H:zhou”。3. 通过ANSYS支持的IGES接口，导入Pro-e中创建的实体模型，具体操作： GUI：MenuFileImportIGES 弹出对话框，点OK，再点Browse，选择文件zhou.jgs，点OK。导入完成。 图2 导入模型二 . 定义单元类型及其常数1. 定义单元类型 GUI：Main MenuProprocessorElement Type Add/Edit/Delete 弹出对话框，选实体单元“Solid”中的“Brick 8node 45”。2 .定义单元实常数 单元实常数是依赖单元类型的单元特性。在这里不需要设置实常数。3. 定义材料属性 此处定义轴材料的弹性模量为210000，泊松比为0.3。具体操作如下： GUI：Main MenuProprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralLinerElastic Isotropic 在弹出的对话框中输入 EX=2.1e5，PRXY=0.3 3. 划分网格1 .通过设定SmartSize值，让系统自动设定每个边的网格尺寸。 GUI：Main MenuProprocessorMeshingSizeCntrlSmartSizeBasic 在弹出的对话框中根据精度需要选“3”（数字越大网格划分越粗糙，一般将滚动条设置在48）。 GUI：Main Menu ProprocessorMeshingMeshVolumesFree.在弹出的对话框中点击Pick All. 划分后如图： 图3 网格划分四 施加载荷和求解 1 .施加位移约束 1.1 由于模型比较复杂，曲面较多不方便选择。通过给面编号可以化简选面的过程。GUI：Utility MenuPlotAreas / Utility MenuPlotCtrlsNumbering.在弹出的对话框中将AREA Area numbers选项中Off转为On，激活曲面标号。记下需要加载约束的载荷的曲面编号。 图4 曲面编号 1.2 将约束加载在轴大端面，即要固定的曲面，以节点为单位。GUI：Utility MenuSelectEntities 在弹出的对话框中选Areas，By Num/Pick，From Full，点“OK”。在弹出的对话框中输入要选择的面的数字。GUI：Utility MenuSelectEntities在弹出的对话框中选Nodes，By attatch to，选Areas All。选择与上步所选面相关联连的所有节点为加载对象。 GUI：Main Menu Solution Define Loads Apply Structural DisplacementOn Nodes 在弹出的对话框中选择“Pick All”，在弹出的对话框中选All DOF，如图: 图5 施加约束 2.1 选择要加载荷的节点 GUI：Utility MenuSelectEntities 在弹出的对话框中选Areas，By Num/Pick，From Full，点“OK”。在弹出的对话框中输入要选择的面的数字，即为轴小端键槽一边的工作侧面。点“OK”。GUI：Utility MenuSelectEntities在弹出的对话框中选Nodes，By attatch to，选Areas All。选择与上步所选面相关联连的所有节点为分析和加载对象。GUI：Utility MenuParametersGet Scalar Data在弹出的Get Scalar Data（提取数值参量）对话框，选择Model dataFor selected set(从选择集)，点“OK”。弹出的Get Data for Selected Set（从选择集中提取数据）对话框，在Name of parameter to be defined文本框中输入“No_Nodes”作为代表将要提取的数据参变量。选择Data to be retrievedCurrent node setNo. Of nodes，由此获取节点数。用来计算加载载荷值。将坐标系变为柱坐标系GUI: Utility Menu WorkPlaneChange Active CS to Global Cylindrical将激活坐标系切换到总体柱坐标系下。 GUI：Main Menu Preprocessor Modeling NodeRotate Node CSTo Active CS 弹出节点选择对话框，要求选择欲旋转坐标系的节点。 单击Pick All 按钮，选择所有节点，所有选择节点的节点坐标系都将被旋转到当前激活的坐标系下，即总体柱坐标系。 2.2 施加载荷 GUI:Main Menu Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment On Nodes在弹出的对话框中点Pick All，点“OK”，在弹出的对话框中，选FY(所选坐标轴与图示中的标准坐标轴要相互对应，方向要“压”向键槽侧面)，输入0.1（在统计出该面上所有节点数后，计算出分配在每个节点上的力），点“OK”。如图： 图6 施加载荷4.求解 GUI：Main Menu Solution Solve Current LS五 . 查看分析结果 1. 显示模型变形图 GUI：Main Menu General Postproc Plot Results Deformed shape 图7 轴的变形图2. 显示位移等值线分布图 GUI：Main Menu General Postproc Plot Results Contour PlotNodal Solu在弹出的对话框中选：Nodal Solution DOF Solution Displacement vector sum由图获知最大位移值。 图8 位移等值线分布