Ansys受力研究分析(三维托架实体受力研究分析)

1、Ansys受力分析（三维托架实体 受力分析）作者:日期:三维托架实体受力分析ANSYS软件是融结构、流体、电磁场、声场和耦合场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS公司开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如 PRO/E、UG、 I-DEAS、CADDS及AutoCAD等，是现代产品设计中的高级 CAD工具之一。题目：1、三维托架实体受力分析：托架顶面承受50Psi的均匀分布载荷。 托架通过有孔的表面固定在墙上，托架是钢制的，弹性模量 E=29X 106psi ,泊 松比v=0.3.试通过ANSYS俞出其变形图及其托架的 von

2、 Mises应力分布。题目1分分析。先进行建模，此建模的难点在对V3的构建（既图中的红色部分）。要想构建 V3 ,首先应将A15做出来，然后执行 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Vlumes 命令,将所有的 实体合并为一个整体。建模后，就对模型进行网格的划分，实行Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshToo比对网格尺寸进行编辑，选 0.1,然后点 Meshing, Pick all进行网格划分，所得结果如图1。划分网格后，就可以对模型

3、施加约束并进行加载求解了。施加约束时要注意，由于三维托架只是通过两个孔 进行固定，故施加约束应该只是针对两孔的内表面，执行MainMenu>Solution>Define Loads>Apply>Structrual>Displacement>Symmetry B.C>OnAreas命令，然后拾取两孔的内表面，单击 OK就行了。施加约束后，就可以对 实体进行加载求解了，载荷是施加在三维托架的最顶上的表面的， 加载后求解运 算，托架的变形图如图2。WQQA虚线部分即为托架的原型没有任何物体与其分担载荷这是因为其离托板就远这是我们在应用托架的时候应当注意的

4、EEC的就是红色部分， 容易变形甚至折断。JJDI-AL SOLUTION图1、托架网格图图2输出的是原型托架和施加载荷后托架变形图的对比£051-03E口与争s 011667.久31ag.03079.0DBS17BD14556.&Z0Z54.026033sriF=l SUB -1 TEE=1USim ATGDUX -a D2S033尊】印£'02E-33 khx = nssiDan7222137.5J37 4? D561口§7473894122SC914£77D5544g84128图2、托架位移变形图图3为托架的应力分布图，由图可看出主

5、要在两孔处出现应力集中， 也就是说这 些地方所受的应力的最大的，比较容易出现裂痕。我们在应用托架的时候，应当 注意采取一些设施，以便减缓其应力集中。特别是在施加载荷时，绝对不能够超 过托架所能承受的极限，否则必将导致事故的发生。文后附上建模分析时所执行 的命令流。KOC'AL SaiiUTIOUfSTEP=1SUE： -17IHE-1SEQV (A¥&) =.026033SW =72 a ZZ -841ZBhomeKroEk图3、托架应力分布图1 .指定分析标题1 .选取菜单路径 Utility Menu | File | Change Jobname,将弹出 Cha

6、nge Jobname 修 改文件名）对话框。2 .在Enter new jobname输入新文件名）文本框中输入文字“ bracket” ,为本分 析实例的数据库文件名。单击对话框中的“OK按钮，完成文件名的修改。3 .选取菜单路径 Utility Menu | File | Change Title ,将弹出 Change Title （修改标题） 对话框。4 .在Enter new title （输入新标题）文本框中输入文字“ press analysis of bracketstructure”，为本分析实例的标题名。单击对话框中的“OK按钮，完成对标题名的指定。2 .定义单元类型1

7、.选取菜单路径 Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete 将弹Element Types俘元类型定义）对话框。单击对话框中的按钮，将弹出 Library of Element Types俘元类型库）对话框。2 .在左边的滚动框中单击“ Structural Solid"，选择结构壳单元类型。在右边的框中单击“ Quad 4node 42，在对话框中单击“ OK按钮，完成对这种单元的定 义。3 .指定材料特性1 .选取菜单路径 Main Menu | Preprocessor | Material Props |

8、 Material Models 将弹 出De巾ne Material Model Behavior （材料模型定义）对话框。2 .依次双击Structural, Linear , Elastic和Isotropic,将弹出1号材料的弹性模EX和泊松比PRXY的定义对话框。3 .在EX文本框中输入2.9E7, PRXY文本框中输入0.3。定义材料的弹性 模量为2.9E6 N/m2,泊松比为0.3。单击“ OK按钮，关闭对话框。4 .在Define Material Model Behavior （材料模型定义）对话框中，选取路径Material | Exit,完成对材料模型的定义。5 .单击A

9、NSYS10.0的ANSYS Toolbar （工具条）上的“SAVE按钮，保存数据库 文件4 .建立托架的有限元模型1 .选取路径 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create | Volume|Block|By Dimensions,将弹出Create Block by Dimensions©艮据坐标创建体）对话框。在对话框输入：X1,X2 X-coordinates: -1,1Y1,Y2 Y-coordinates： -1.5, 1.5Z1, Z2 Z-coordinates： 0, 1/8然后单击“APPLY”按钮，再次在对话框输入

10、：X1,X2 X-coordinates: -1,1Y1,Y2 Y-coordinates： 1.5, 1.625Z1, Z2 Z-coordinates： 0, 32 .选取路径 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Operate |Booleans|Add|Volumes 将弹出Add Volumes（体相加）对话框，在对话框单击“ PICK ALL ”按钮完成体相 加操作。3 .在执行显示keypoint的操作之后，执行显示line的操作，选取品&径Main Menu| Preprocessor | Modeling | Create |L

11、ines|Lines|StrainghtLine将弹出 Create Straight Line对话框，然后选择关键点5、13生成L13直线，单击“OK”按钮完成操作。4 .选取路径 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create |Area|Arbitrary|By Lines 将弹出对话框 Create Area By Lines然后选择直线 L1,L9,L13,L20,L24,L25 ,单击“OK”即可生成面A405 .选取路径 Main Menu | Preprocessor| Modeling |Operate|Extrude|Areas|A

12、longNormal弹出对话框Extrude Area by选择面A4单击“OK”按钮，将弹出另一 个对话框，在Length extrusion项输入“-1/8”，单击“ OK”按钮。然后再次如 前做的将所有体相加的操作。6 .选取路径 Main Menu | Preprocessor | Modeling |Create|Areas|Circle|Solid Circle 将弹出 Solid Circular Area 对话框，在 WP x,WPy,Radius项分别输入 0,-0.5, 0.25 单击Apply,再次输入0, 0.5, 0.25然后单击“OK”按钮。然后选取路径Main M

13、enu | Preprocessor | Modeling |Operate|Extrude|Areas|Along Norma弹出对话框 Extrude Area by选择其中一个圆面M击“Apply”按钮，将弹出另一个对话框，在Length extrusion项输入“ 1”，单击“ OK”按钮。对另一个圆面做相同操作。7 . 选取路径 Main Menu | Preprocessor | Modeling | Operate |Booleans|Subtract|Volumes等弹出 Subtract Volumes（体相减）对话框，选择两个圆 柱体所在的体，单击“ Apply”按钮，然后

14、选择两个圆柱体，单击“ OK”按钮， 完成体相减操作。5 .网格划分1 .选取路径 Main Menu | Preprocessor | Modeling|Meshing|MeshTool 将弹出 MeshTool对话框，单击“Mesh”按钮，弹出另一对话框，再次单击“PICK ALL” 按钮完成网格划分。6 .施加约束，载荷并求解1 .选取菜单路径 Main Menu | Preprocessor | Loads | Define Loads | Apply | Structural |Displacement | On Areas将会弹出拾取对话框，选择两圆孔，单击对话框中的“OK 按钮。

15、完成施加约束操作。2 .选取菜单路径 Main Menu | Solution | Define Loads | Apply | Structural |Pressure |On AreasW会弹出拾取对话框，选择面A10,A19单击“OK按钮，弹出另一对话框， 在Load PRES value项输入“50”单击“OK完成施加载荷操作。3 .选取菜单路径 Main Menu | Solution |Solve|Current LS单出 Solve Current Load Step对话框，单击“ OK”开始求解，求解结束后，关闭相应对话框。4 .选取菜单路径 Main Menu |Genera

16、l Postproc|Plot Results|Contour Plot|Nodal Solu 将弹出 Contour Nodal Solution DataX寸话框，选择 Nodal Solution|DOF Solution|Displacement vector sum等得到如位移图（2）：5 .选取菜单路径 Main Menu |General Postproc|Plot Results|Contour Plot|Nodal Solu 将弹出 Contour Nodal Solution DataX寸话框，选择 Nodal Solution|Stress|von MisesStress

17、等得到如应力图（3）:命令代码/CLEAR,START /REPLOT,RESIZE /TITLE,homework /REPLOT /PLOPTS,INFO,3 /PLOPTS,LEG1,1 /PLOPTS,LEG2,1 /PLOPTS,LEG3,1 /PLOPTS,FRAME,1 /PLOPTS,TITLE,1 /PLOPTS,MINM,1 /PLOPTS,FILE,0 /PLOPTS,LOGO,1 /PLOPTS,WINS,1 /PLOPTS,WP,0 /PLOPTS,DATE,2 /TRIAD,OFF /REPLOT/PREP7ET,1,SOLID45 MPTEMP, MPTEMP,1

18、,0 MPDATA,EX,1,2.9e7 MPDATA,PRXY,1,0.3 BLOCK,0,2,0,3,0,0.125, BLOCK,0,2,3,3.125,0,3, /USER, 1LSTR, 13,5/PNUM,KP,0 /PNUM,LINE,1 /PNUM,AREA,1 /PNUM,VOLU,0 /PNUM,NODE,0 /PNUM,TABN,0 /PNUM,SV AL,0 /NUMBER,。 /PNUM,ELEM,0 /REPLOT APLOTFLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,5FITEM,2,11AADD,P51X LPLOT FLST,2,3,4 FITEM,2,25 FITEM,2,8 FITEM,2,27 AL,P51X APLOT FLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,13 FITEM,2,-14 AADD,P51X VOFFST,15,0.125, CYL4,1,1,0.25, , ,0.125 CYL4,1,2,0.25, , ,0.125 FLST,3,2,6,ORDE,2 FITEM,3,4 FITEM,3,-5VSBV, 1,P51X FLST,2,3,6,ORDE,3 FITEM,2,2 FITEM,2,-3 FITEM,2,6VADD,P51X ESIZE,0.1,0, MSHAPE,1,3D MSHKE