ANSYS Workbench 结构线性静力学分析与优化设计ppt课件

西安嘉业航空科技有限公司 工程仿真结算方案 ANSYSWorkbench培训 张胜伦博士西安交通大学 西安嘉业航空科技有限公司 结构线性静力分析 西安嘉业航空科技有限公司 线性静力学分析的基本假设 结构材料 连续 均匀 各向同性 线性非线性静态动态 对于纤维结构材料 粒子强化材料等各向异性非均匀材料要特别注意 特别处理 1 材料的变形范围在弹性范围 且材料的变形量较小 方便建立静力学方程 2 对于塑性变形或大变形 必须考虑材料非线性和几何非线性 西安嘉业航空科技有限公司 六个基本假设 1 连续性假设2 均匀性假设3 各向同性假设4 弹性假设5 小变形假设6 缓慢加载过程 西安嘉业航空科技有限公司 1 连续性假设 可变形固体视为连续密实的物体 即组成固体的质点无空隙的充满整个空间 固体内部任何一点的力学性能都是连续的 且变形前后物体上的质点是一一对应的 构件变形时材料既不相互分离 也不相互挤入 时刻满足变形协调条件 西安嘉业航空科技有限公司 2 均匀性性假设 可变行固体是由同一类型的均匀材料构成 各部分的物理性质都相同 且不因坐标的变化而变化 3 各向同性假设 可变性固体内部任意一点在各个方向上都具有相同的物理性能 弹性常数不变 西安嘉业航空科技有限公司 4 弹性假设 应力 应变存在一一对应关系 应力不超过屈服应力点 载荷卸载后结构可恢复到原来的状态 不产生残余应力和参与应变 5 小变形假设 在载荷作用下的变形 远小于其自身的几何尺寸 结构变形的挠度远小于结构的截面尺寸 西安嘉业航空科技有限公司 6 缓慢加载过程 载荷的施加和卸载过程足够慢 不引起结构的动响应 满足内外力平衡方程 西安嘉业航空科技有限公司 工程数据 材料添加 常规材料 常规非线性材料 显性材料 超弹性材料 磁性B H曲线 热力学材料 流体材料 复合材料 铝合金 混凝土 铜合金 灰口铸铁 镁合金 聚乙烯 各向异性的硅 不锈钢 结构钢 钛合金 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 谢谢关注 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 西安嘉业航空科技有限公司 结构优化设计 1 镁钛合金 泡沫夹层复合板的有限元强度计算与结构优化分析 2 设备架强度计算与优化设计 基本材料力学知识 西安嘉业航空科技有限公司 作业1问题描述 如右图模型 杆 无圆角 杆 有圆角 其材料为铝合金 模型大端固定 小端分别承受拉伸 弯曲载荷各200N 扭转载荷2N m 要求 运用适当的网格划分方法 阶梯和圆角处网格细化 求解结果显示模型的整体变形和等效应力 截图 材料添加 网格划分效果 受拉伸载荷的变形 应力 受弯曲载荷的变形 应力 受扭转载荷的变形 应力 共15张截图 西安嘉业航空科技有限公司 作业2问题描述 如右图模型 轴承座 其材料为铸铁 模型四个小孔固定 轴承孔上施加轴承载荷1000N 要求 运用适当的网格划分方法 四个小孔和轴承孔处网格细化 或者运用映射网格划分方法 求解结果显示模型的整体变形和等效应力 截图 材料添加 网格划分效果 结果的变形 应力以及变形和应力的等值线图 共6张截图 西安嘉业航空科技有限公司 作业3问题描述 如右图模型 连接件 其材料为不锈钢 模型两个小孔固定 一个大孔上施加轴承载荷500N 另一个大孔上施加力载荷800N 且耳内侧受静水压力5MPa 要求 运用适当的网格划分方法 两个小孔和两个大孔处网格细化 或者运用多区域网格划分方法 求解结果显示模型的整体变形和等效应力 截图 材料添加 网格划分效果 结果的变形 应力以及变形和应力的矢量显示图 共6张截图 静水压力 西安嘉业航空科技有限公司 作业4问题描述 如右图模型 支撑座 3 垂直 其材料为钛合金 模型外圈用圆柱面约束且轴向和径向为0 周向为free 模型内圈施加径向轴承载荷800N 模型端面施加压力载荷6MPa 要求 运用适当的网格划分方法 网格大小均匀一致在筋板厚度方向至少划分11个节点 或者运用扫略网格划分方法 求解结果显示模型的整体变形和等效应力 截图 材料添加 网格划分效果 结果的整体变形 等效应力以及径向变形和应力的网格显示图 共6张截图 西安嘉业航空科技有限公司 作业5问题描述 如右图模型 支撑座 4 切向 其材料为铜合金 模型受如图所示方向的314rad s的角加速度惯性载荷 模型内圈用圆柱面约束且轴向为0 径向和周向为free 模型外圈施加径向轴承载荷1000N 要求 运用适当的网格划分方法 网格大小均匀一致在筋板厚度方向至少划分11个节点 或者运用refineing网格划分方法 求解结果显示模型的整体变形和等效应力 截图 材料添加 网格划分效果 结果的整体变形 等效应力以及径向变形和应力的网格显示图 矢量线时图 等值线图 共8张截图 西安嘉业航空科技有限公司 作业6问题描述 如右图模型 螺旋桨 其材料为聚乙烯 模型如图所示方向的1000rad s的角加速度惯性载荷 模型内圈用圆柱面约束且轴向为0 径向和周向为free 螺旋桨面施加压力载荷0 5MPa 要求 运用适当的网格划分方法 网格大小均匀一致不得少于60万个节点 或者运用膨胀层网格划分方法 求解结果显示模型的整体变形和等效应力 截图 材料添加 网格划分效果 结果的整体变形 等效应力以及径向变形和应力的网格显示图 矢量线时图 等值线图 共8张截图 西安嘉业航空科技有限公司 作业7问题描述 如右图模型 叉壁 其材料为铝合金 孔1用圆柱面约束 径向 轴向位移均0 其周向free 孔2受x方向的力为200N 受z方向的力为100N 孔3约束为仅有压缩 要求 运用适当的网格划分方法 各个孔处细化 两叉壁分叉处细化 运用虚拟球影响的网格划分方法 求解结果显示模型的整体变形和等效应力 截图 材料添加 网格划分效果 结果的整体变形 等效应力以及径向变形和应力的网格显示图 矢量线时图 等值线图 共8张截图 1 2 3 西安嘉业航空科技有限公司 作业8问题描述 螺栓的预紧力 分三个加载步