当前位置:文档之家› ansys有限元分析报告1

ansys有限元分析报告1

ansys有限元分析报告1
ansys有限元分析报告1

Ansys有限元分析实例[教学]

Ansys有限元分析实例[教学] 有限元分析案例:打点喷枪模组(用于手机平板电脑等电子元件粘接),该产品主要是使用压缩空气推动模组内的顶针作高频上下往复运动,从而将高粘度的胶水从喷嘴中打出(喷嘴尺寸,0.007”)。顶针是这个产品中的核心零件,设计使用材料是:AISI 4140 最高工作频率是160HZ(一个周期中3ms开3ms关),压缩空气压力3-8bar, 直接作用在顶针活塞面上,用Ansys仿真模拟分析零件的强度是否符合要求。 1. 零件外形设计图:

2. 简化模型特征后在Ansys14.0 中完成有限元几何模型创建:

3. 选择有限元实体单元并设定,单元类型是SOILD185,由于几何建模时使用的长度单位是mm, Ansys采用单位是长度:mm 压强: 3Mpa 密度:Ton/M。根据题目中的材料特性设置该计算模型使用的材料属性:杨氏模量 2.1E5; 泊松比:0.29; 4. 几何模型进行切割分成可以进行六面体网格划分的规则几何形状后对各个实体进行六面体网格划分,网格结果: 5. 依据使用工况条件要求对有限元单元元素施加约束和作用载荷:

说明: 约束在顶针底端球面位移全约束; 分别模拟当滑块顶断面分别以8Bar,5Bar,4Bar和3Bar时分析顶针的内应力分布,根据计算结果确定该产品允许最大工作压力范围。 6. 分析结果及讨论: 当压缩空气压力是8Bar时: 当压缩空气压力是5Bar时:

当压缩空气压力是4Bar时: 结论: 通过比较在不同压力载荷下最大内应力的变化发现,顶针工作在8Bar时最大应力达到250Mpa,考虑到零件是在160HZ高频率在做往返运动,疲劳寿命要求50百万次以上,因此采用允许其最大工作压力在5Mpa,此时内应力为156Mpa,按线性累积损伤理论[3 ]进行疲劳寿命L-N疲劳计算,进一部验证产品的设计寿命和可靠性。

ansys经典例题步骤

Project1 梁的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。 NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。 梁承受均布载荷:1.0e5 Pa 图1-1梁的计算分析模型 梁截面分别采用以下三种截面(单位:m): 矩形截面:圆截面:工字形截面: B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1,w2=0.1,w3=0.2, t1=0.0114,t2=0.0114,t3=0.007 1.1进入ANSYS 程序→ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK 1.5定义截面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面:矩形截面:ID=1,B=0.1,H=0.15 →Apply →圆截面:ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面:ID=3,w1=0.1,w2=0.1,w3=0.2,t1=0.0114,t2=0.0114,t3=0.007→OK

ANSYS实体建模有限元分析-课程设计报告

南京理工大学 课程设计说明书(论文) 作者:学号: 学院(系):理学院 专业:工程力学 题目:ANSYS实体建模有限元分析 指导者: (姓名) (专业技术职务) 评阅者: (姓名) (专业技术职务) 20 年月日

练习题一 要求: 照图利用ANSYS软件建立实体模型和有限元离散模型,说明所用单元种类、单元总数和节点数。 操作步骤: 拟采用自底向上建模方式建模。 1.定义工作文件名和工作标题 1)选择Utility Menu>File>Change Jobname命令,出现Change Jobname对话框,在[/FILNAM ] Enter new jobname文本框中输入工作文件名learning1,单击OK按钮关闭该对话框。 2)选择Utility Menu>File>Change Title命令,出现Change Title对话框,在[/TITLE] Enter new title文本框中输入08dp,单击OK按钮关闭该对话框。 2.定义单元类型 1)选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令,出现Element Types对话框,单击Add按钮,出现 Library of Element Types 对话框。在Library of Element Types 列表框中选择 Structural Solid, Tet 10node 92,在Element type reference number文本框中输入1,单击OK按钮关闭该对话框。 2)单击Element Types对话框上的Close按钮,关闭该对话框。 3.创建几何模型 1)选择Utility Menu>P1otCtrls>Style>Colors>Reverse Video命令,设置显示颜色。 2)选择Utility Menu>P1otCtrls>View Settings>Viewing Direction命令,出现Viewing Direction对话框,在XV,YV,ZV Coords of view point文本框中分别输入1, 1, 1,其余选项采用默认设置,单击OK按钮关闭该对话框。 3)建立支座底块 选择Main Menu>Preprocessor> Modeling>Create>volumes>Block>By Demensios 命令,出现Create Block by Demensios对话框,在X1,X2 X-coor dinates文本框

ansys模态分析及详细过程

压电变换器的自振频率分析及详细过程 1.模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性(固有频率和振型),即结构的固有频率和振型,它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时,也可以作为其它动力学分析问题的起点,例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析,其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。 ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析,后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。 ANSYS提供的模态提取方法有:子空间法(subspace)、分块法(block lancets),缩减法(reduced/householder)、动态提取法(power dynamics)、非对称法(unsymmetric),阻尼法(damped), QR阻尼法(QR damped)等,大多数分析都可使用子空间法、分块法、缩减法。 ANSYS的模态分析是线形分析,任何非线性特性,例如塑性、接触单元等,即使被定义了也将被忽略。 2.模态分析操作过程 一个典型的模态分析过程主要包括建模、模态求解、扩展模态以及观察结果四个步骤。 (1).建模 模态分析的建模过程与其他分析类型的建模过程是类似的,主要包括定义单元类型、单元实常数、材料性质、建立几何模型以及划分有限元网格等基本步骤。 (2).施加载荷和求解 包括指定分析类型、指定分析选项、施加约束、设置载荷选项,并进行固有频率的求解等。 指定分析类型,Main Menu- Solution-Analysis Type-New Analysis,选择Modal。 指定分析选项,Main Menu-Solution-Analysis Type-Analysis Options,选择MODOPT(模态提取方法〕,设置模态提取数量MXPAND. 定义主自由度,仅缩减法使用。 施加约束,Main Menu-Solution-Define Loads-Apply-Structural-Displacement。 求解,Main Menu-Solution-Solve-Current LS。 (3).扩展模态 如果要在POSTI中观察结果,必须先扩展模态,即将振型写入结果文件。过程包括重新进入求解器、激话扩展处理及其选项、指定载荷步选项、扩展处理等。 激活扩展处理及其选项,Main Menu-Solution-Load Step Opts-Expansionpass-Single Expand-Expand modes。 指定载荷步选项。 扩展处理,Main Menu-solution-Solve-Current LS。 注意:扩展模态可以如前述办法单独进行,也可以在施加载荷和求解阶段同时进行。本例即采用了后面的方法 (4).查看结果 模态分析的结果包括结构的频率、振型、相对应力和力等

[整理]《ANSYS120宝典》习题.

第1章 习题 1.ANSYS软件程序包括几大功能模块?分别有什么作用? 2.如何启动和退出ANSYS程序? 3.ANSYS程序有哪几种文件类型? 4.ANSYS结构有限元分析的基本过程是什么? 5.两杆平面桁架尺寸及角度如习题图1.1所示,杆件材料的弹性模量为2.1×1011Pa,泊松 比为0.3,截面面积为10cm2,所受集中力载荷F=1000N。试采用二维杆单元LINK1计算集中力位置节点的位移和约束节点的约束反力。 习题图1.1 两杆平面桁架 第2章 习题 1.建立有限元模型有几种方法? 2.ANSYS程序提供了哪几种坐标系供用户选择? 3.ANSYS程序中如何平移和旋转工作平面? 4.试分别采用自底向上的建模方法和自顶向下的建模方法建立如习题图2.1所示的平面图 形,其中没有尺寸标注的图形读者可自行假定,并试着采用布尔运算的拉伸操作将平面图形沿法向拉伸为立体图形。

习题图2.1 平面图形 5.试分别利用布尔运算建立如习题图2.2所示的立体图形,其中没有尺寸标注的图形读者 可自行假定。 习题图2.2 立体图形 6.试对习题图2.3所示的图形进行映射网格划分,并任意控制其网格尺寸,图形尺寸读者 可自行假定。 习题图2.3 映射网格划分

第3章 习题 1.试阐述ANSYS载荷类型及其加载方式。 2.试阐述ANSYS主要求解器类型及其适用范围。 3.如何进行多载荷步的创建,并进行求解? 4.试建立如习题图3.1所示的矩形梁,并按照图形所示施加约束和载荷,矩形梁尺寸及载 荷位置大小读者可自行假定。 习题图3.1 矩形梁约束与载荷 5.试建立如习题图3.2所示的平面图形,并按照图形所示施加约束和载荷,平面图形的尺 寸及载荷大小读者可自行假定。 习题图3.2 平面图形约束与载荷 第4章 习题

ANSYS 有限元分析基本流程

第一章实体建模 第一节基本知识 建模在ANSYS系统中包括广义与狭义两层含义,广义模型包括实体模型和在载荷与边界条件下的有限元模型,狭义则仅仅指建立的实体模型与有限元模型。建模的最终目的是获得正确的有限元网格模型,保证网格具有合理的单元形状,单元大小密度分布合理,以便施加边界条件和载荷,保证变形后仍具有合理的单元形状,场量分布描述清晰等。 一、实体造型简介 1.建立实体模型的两种途径 ①利用ANSYS自带的实体建模功能创建实体建模: ②利用ANSYS与其他软件接口导入其他二维或三维软件所建立的实体模型。 2.实体建模的三种方式 (1)自底向上的实体建模 由建立最低图元对象的点到最高图元对象的体,即先定义实体各顶点的关键点,再通过关键点连成线,然后由线组合成面,最后由面组合成体。 (2)自顶向下的实体建模 直接建立最高图元对象,其对应的较低图元面、线和关键点同时被创建。 (3)混合法自底向上和自顶向下的实体建模 可根据个人习惯采用混合法建模,但应该考虑要获得什么样的有限元模型,即在网格划分时采用自由网格划分或映射网格划分。自由网格划分时,实体模型的建立比较1e单,只要所有的面或体能接合成一体就可以:映射网格划分时,平面结构一定要四边形或三边形的面相接而成。 二、ANSYS的坐标系 ANSYS为用户提供了以下几种坐标系,每种都有其特定的用途。 ①全局坐标系与局部坐标系:用于定位几何对象(如节点、关键点等)的空间位置。 ②显示坐标系:定义了列出或显示几何对象的系统。 ③节点坐标系:定义每个节点的自由度方向和节点结果数据的方向。 ④单元坐标系:确定材料特性主轴和单元结果数据的方向。 1.全局坐标系 全局坐标系和局部坐标系是用来定位几何体。在默认状态下,建模操作时使用的坐标系是全局坐标系即笛卡尔坐标系。总体坐标系是一个绝对的参考系。ANSYS提供了4种全局坐标系:笛卡尔坐标系、柱坐标系、球坐标系、Y-柱坐标系。4种全局坐标系有相同的原点,且遵循右手定则,它们的坐标系识别号分别为:0是笛卡尔坐标系(cartesian),1是柱坐标系 (Cyliadrical),2是球坐标系(Spherical),5是Y-柱坐标系(Y-aylindrical),如图2-1所示。

ANSYS 有限元分析 平面薄板

《有限元基础教程》作业二:平面薄板的有限元分析 班级:机自101202班 姓名:韩晓峰 学号:201012030210 一.问题描述: P P h 1mm R1mm 10m m 10mm 条件:上图所示为一个承受拉伸的正方形板,长度和宽度均为10mm ,厚度为h 为1mm ,中心圆的半径R 为1mm 。已知材料属性为弹性模量E=1MPa ,泊松比为0.3,拉伸的均布载荷q = 1N/mm 2。根据平板结构的对称性,只需分析其中的二分之一即可,简化模型如上右图所示。 二.求解过程: 1 进入ANSYS 程序 →ANSYS 10.0→ANSYS Product Launcher →File management →input job name: ZY2→Run 2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK 3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK → Options… →select K3: Plane Strs w/thk →OK →Close 4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX: 1e6, PRXY:0.3 → OK 5定义实常数以及确定平面问题的厚度 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants …→Add/Edit/Delete →Add →Type 1→OK →Real Constant Set No.1,THK:1→OK →Close 6生成几何模型 a 生成平面方板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Rectangle →By 2 Corners →WP X:0,WP Y:0,Width:5,Height:5→OK b 生成圆孔平面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Circle →Solid Circle →WPX=0,WPY=0,RADIUS=1→OK b 生成带孔板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Operate →Booleans → Subtract →Areas →点击area1→OK →点击area2→OK 7 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →(Size Controls) Global: Set →SIZE: 0.5 →OK →iMesh →Pick All → Close 8 模型施加约束

ansys齿轮模态分析

基于ANSYS 的齿轮模态分析 齿轮传动是机械传动中最重要的传动部件,被广泛的应用在各个生产领域中,经常用在重要的场合;传动齿轮在工作过程中受到周期性载荷力的作用,有可能在标定转速内发生强烈的共振,动应力急剧增加,致使齿轮过早出现扭转疲劳和弯曲疲劳。静力学计算不能完全满足设计要求,因此有必要对齿轮进行模态分析,研究其振动特性,得到固有频率和主振型(自由振动特性)。同时,模态分析也是其它动力学分析如谐响应分析、瞬态动力学分析和谱分析的基础。 本文运用UG 对齿轮建模并用有限元软件ANSYS 对齿轮进行模态分析,为齿轮动态设计提供了有效的方法。 1.模态分析简介 由弹性力学有限元法,可得齿轮系统的运动微分方程为: []{}[]{}[]{}{()}M X C X K X F t ++= (1) 式中,[]M ,[]C ,[]K 分别为齿轮质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵;分别为齿轮振动加速度向量、速度向量和位移向量,{}X 、{}X 、{}X 分别为齿轮振动加速度向量、速度向量和位移向量,12{}{,, ,}T n X x x x =;{()}F t 为齿轮所受外界激振力向量,{}12{()},,T n F t f f f =。若无外力作用,即{}{()}0F t =,则得 到系统的自由振动方程。在求齿轮自由振动的频率和振型即求齿轮的固有频率和固有振型时,阻尼对它们影响不大,因此,可以作为无阻尼自由振动问题来处理 [2]。无阻尼项自由振动的运动方程为: []{}[]{}0M X K X += (2) 如果令 {}{}sin()X t φωφ=+ 则有 2{}{}sin()X t ωφωφ=+ 代入运动方程,可得 2([][]){}0i i K M ωφ-= (3) 式中i ω为第I 阶模态的固有频率,i φ为第I 阶振型,1,2, ,i n =。 2.齿轮建模 在ANSYS 中直接建模有一定的难度,考虑到其与多数绘图软件具有良好的数据接口,可以方便的转化,而UG 软件以其参数化、全相关的特点在零件造型方面表现突出,可以通过参数控制模型尺寸的变化,因此本文采用通过UG 软件对齿轮进行参数化建模,保存为IGES 格式,然后将模型导入到ANSYS 软件中的方法。设有模数m=2.5mm ,齿数z=20,压力角β=20°,齿宽b=14mm ,孔径为¢20mm 的标准齿轮模型。如图1

ANSYS实体建模有限元分析-课程设计报告

南京理工大学课程设计说明书(论文) 作者:学号:11370108 学院(系):理学院 专业:工程力学 题目:ANSYS实体建模有限元分析 指导者: (姓名) (专业技术职务) 评阅者: (姓名) (专业技术职务) 20 年月日

练习题一 要求: 照图利用ANSYS软件建立实体模型和有限元离散模型,说明所用单元种类、单元总数和节点数。 操作步骤: 拟采用自底向上建模方式建模。 1.定义工作文件名和工作标题 1)选择Utility Menu>File>Change Jobname命令,出现Change Jobname对话框,在[/FILNAM ] Enter new jobname文本框中输入工作文件名learning1,单击OK按钮关闭该对话框。 2)选择Utility Menu>File>Change Title命令,出现Change Title对话框,在[/TITLE] Enter new title文本框中输入0911370108dp,单击OK按钮关闭该对话框。2.定义单元类型 1)选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令,出现Element Types对话框,单击Add按钮,出现 Library of Element Types 对话框。 在Library of Element Types 列表框中选择 Structural Solid, Tet 10node 92,在Element type reference number文本框中输入1,单击OK按钮关闭该对话框。 2)单击Element Types对话框上的Close按钮,关闭该对话框。 3.创建几何模型 1)选择Utility Menu>P1otCtrls>Style>Colors>Reverse Video命令,设置显示颜色。

ANSYS有限元分析实例

有限元分析 一个厚度为20mm的带孔矩形板受平面内张力,如下图所示。左边固定,右边受载荷p=20N/mm作用,求其变形情况 200 100P 20 一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤: ①定义参数 ②创建几何模型 ③划分网格 ④加载数据 ⑤求解 ⑥结果分析 1定义参数 1.1指定工程名和分析标题 (1)启动ANSYS软件,选择File→Change Jobname命令,弹出如图所示的[Change Jobname]对话框。

(2)在[Enter new jobname]文本框中输入“plane”,同时把[New log and error files]中的复选框选为Yes,单击确定 (3)选择File→Change Title菜单命令,弹出如图所示的[Change Title]对话框。 (4)在[Enter new title]文本框中输入“2D Plane Stress Bracket”,单击确定。 1.2定义单位 在ANSYS软件操作主界面的输入窗口中输入“/UNIT,SI” 1.3定义单元类型 (1)选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令,弹出如图所示[Element Types]对话框。 (2)单击[Element Types]对话框中的[Add]按钮,在弹出的如下所示[Library of Element Types]对话框。

(3)选择左边文本框中的[Solid]选项,右边文本框中的[8node 82]选项,单击确定,。 (4)返回[Element Types]对话框,如下所示 (5)单击[Options]按钮,弹出如下所示[PLANE82 element type options]对话框。 (6)在[Element behavior]下拉列表中选择[Plane strs w/thk]选项,单击确定。 (7)再次回到[Element Types]对话框,单击[close]按钮结束,单元定义完毕。 1.4定义单元常数 (1)在ANSYS程序主界面中选择Main Menu→Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete命令,弹出如下所示[Real Constants]对话框。 (2)单击[Add]按钮,进行下一个[Choose Element Type]对话框,选择[Plane82]单

ansys有限元分析作业经典案例教程文件

有 限 元 分 析 作 业 作业名称 输气管道有限元建模分析 姓 名 陈腾飞 学 号 3070611062 班 级 07机制(2)班 宁波理工学院

题目描述: 输气管道的有限元建模与分析 计算分析模型如图1所示 承受内压:1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5 管道材料参数:弹性模量E=200Gpa;泊松比v=0.26。 图1受均匀内压的输气管道计算分析模型(截面图) 题目分析: 由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径,在计算过程中忽略管道的断面效应,认为在其方向上无应变产生。然后根据结构的对称性,只要分析其中1/4即可。此外,需注意分析过程中的单位统一。 操作步骤 1.定义工作文件名和工作标题 1.定义工作文件名。执行Utility Menu-File→Chang Jobname-3070611062,单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062,单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK

2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示,选择OK接受单元类型并关闭对话框。 图2 3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic,在EX框中输入2e11,在PRXY框中输入0.26,如图3所示,选择OK并关闭对话框。 图3 3.创建几何模型 1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标:input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK

有限元模态分析报告实例

ANSYS模态分析实例 5.2ANSYS建模 该课题研究的弹性联轴器造型如下图5.2: 在ANSYS中建立模型,先通过建立如5.2所式二分之一的剖面图,通过绕中轴线旋转建立模拟模型如下图5.3

5.3单元选择和网格划分 由于模型是三给实体模型,故考虑选择三维单元,模型中没有圆弧结构,用六面体单元划分网格不会产生不规则或者畸变的单元,使分析不能进行下去,所以采用六面体单元。经比较分析,决定采用六面体八结点单元SOLID185,用自由划分的方式划分模型实体。课题主要研究对象是联轴器中橡胶元件,在自由划分的时候,中间件2网格选择最小的网格,smart size设置为1,两端铁圈的smart size设置为6,网格划分后模型如图5.4。 5.4边界约束 建立柱坐标系R-θ-Z,如5-5所示,R为径间,Z为轴向

选择联轴器两个铁圈的端面,对其面上的节点进行坐标变换,变换到如图5.5所示的柱坐标系,约束节点R,Z方向的自由度,即节点只能绕Z轴线转 5.5联轴器模态分析 模态分析用于确定设计中的结构或者机器部件振动特性(固有频率和振型),也是瞬态变动力学分析和谐响应分析和谱分析的起点。 在模态分析中要注意:ANSYS模态分析是线性分析,任何非线性因素都会被忽略。因此在设置中间件2的材料属性时,选用elastic材料。 5.5.1联轴器材料的设置 材料参数设置如下表5-1: 表5.1材料参数设置 表5.1材料参数设置 铁圈1 中间件2 铁圈3 泊松比0.3 0.4997 0.3 弹性模量Mpa 2E5 1.274E3 2E5 密度kg/m 7900 1000 7900 5.5.2联轴器振动特性的有限元计算结果及说明 求解方法选择Damped方法,频率计算结果如表5-2,振型结果为图5.6: 表5.2固有频率 SET TEME/FREQ LOAO STEP SUBSTEP CUMULATIVE 1 40.199 1 1 1 1 73.63 2 1 2 2 3 132.42 1 3 3 4 197.34 1 4 4

课程设计ANSYS有限元分析(最完整)

有限元法分析与建模课程设计报告 学院:机电学院 专业:机械制造及其自动化指导教师:**** 学生:* *** 学号:2012011**** 2015-12-31

摘要 本文通过ANSYS10.0建立了标准光盘的离心力分析模型,采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析,同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS10.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。力求较为真实地反映光盘在光驱中实际应力和应变分布情况,为人们进行合理的标准光盘结构设计和制造工艺提供理论依据。 关键词:ANSYS10.0;光盘;应力;应变。

目录 第一章引言 (3) 1.1 引言 (3) 第二章问题描述 (4) 2.1有限元法及其基本思想 (4) 2.2 问题描述 (4) 第三章力学模型的建立和求解 (5) 3.1设定分析作业名和标题 (5) 3.2定义单元类型 (6) 3.3定义实常数 (9) 3.4定义材料属性 (12) 3.5建立盘面模型 (14) 3.6对盘面划分网格 (22) 3.7施加位移边界 (27) 3.8施加转速惯性载荷并求解 (30) 第四章结果分析 (32) 4.1 旋转结果坐标系 (32) 4.2查看变形 (33) 4.3查看应力 (35) 总结 (38) 参考文献 (39)

第一章引言 1.1 引言 光盘业是我国信息化建设中发展迅速的产业之一,认真研究光盘产业的规律和发展趋势,是一件非常迫切的工作。光盘产业发展的整体性强,宏观调控要求高,因此,对于光盘产业的总体部署、合理布局和有序发展等问题,包括节目制作、软件开发、硬件制造、节目生产、技术标准等。 在高速光盘驱动器中,光盘片会产生应力和应变,在用ANSYS分析时,要施加盘片高速旋转引起的惯性载荷,即可以施加角速度。需要注意的是,利用ANSYS施加边界条件时,要将内孔边缘节点的周向位移固定,为施加周向位移,而且还需要将节点坐标系旋转到柱坐标系下。 本文通过ANSYS10.0建立了标准光盘的离心力分析模型,采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析,同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS10.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。

ansys有限元分析工程实例大作业

ansys有限元分析工程实例大作业

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

辽宁工程技术大学 有限元软件工程实例分析 题目基于ANSYS钢桁架桥的静力分析专业班级建工研16-1班(结构工程)学号 471620445 姓名 日期 2017年4月15日

基于ANSYS钢桁架桥的静力分析 摘要:本文采用ANSYS分析程序,对下承式钢桁架桥进行了有限元建模;对桁架桥进行了静力分析,作出了桁架桥在静载下的结构变形图、位移云图、以及各个节点处的结构内力图(轴力图、弯矩图、剪切力图),找出了结构的危险截面。 关键词:ANSYS;钢桁架桥;静力分析;结构分析。 引言:随着现代交通运输的快速发展,桥梁兴建的规模在不断的扩大,尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设,一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线,由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂,这就需要桥梁需要有足够的承载力,足够的竖向侧向和扭转刚度,同时还应具有良好的稳定性以及较高的减震降噪性,因此对其应用计算机和求解软件快速进行力学分析了解其受力特性具有重要的意义。 1、工程简介 某一下承式简支钢桁架桥由型钢组成,顶梁及侧梁,桥身弦杆,底梁分别采用3种不同型号的型钢,结构参数见表1,材料属性见表2。桥长32米,桥高5.5米,桥身由8段桁架组成,每个节段4米。该桥梁可以通行卡车,若只考虑卡车位于桥梁中间位置,假设卡车的质量为4000kg,若取一半的模型,可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1,P2,和P3,其中P1=P3=5000N,P2=10000N,见图2,钢桥的形式见图1,其结构简图见图3。

ansys有限元分析大作业

ansys有限元分析大作业

有限元大作业 设计题目: 单车的设计及ansys有限元分析 专业班级: 姓名: 学号: 指导老师: 完成日期: 2016.11.23

单车的设计及ansys模拟分析 一、单车实体设计与建模 1、总体设计 单车的总体设计三维图如下,采用pro-e进行实体建模。 在建模时修改proe默认单位为国际主单位(米千克秒 mks) Proe》文件》属性》修改

2、车架 车架是构成单车的基体,联接着单车的其余各个部件并承受骑者的体重及单车在行驶时经受各种震动和冲击力量,因此除了强度以外还应有足够的刚度,这是为了在各种行驶条件下,使固定在车架上的各机构的相对位置应保持不变,充分发挥各部位的功能。车架分为前部和后部,前部为转向部分,后部为驱动部分,由于受力较大,所有要对后半部分进行加固。

二、单车有限元模型 1、材料的选择 单车的车身选用铝合金(6061-T6)T6标志表示经过热处理、时效。 其属性如下: 弹性模量:) .6+ 90E (2 N/m 10 泊松比:0.33 质量密度:) 3 2.70E+ N/m (2 抗剪模量:) 60E .2+ N/m (2 10 屈服强度:) .2+ (2 75E 8 N/m 2、单车模型的简化 为了方便单车的模拟分析,提高电脑的运算

效率,可对单车进行初步的简化;单车受到的力的主要由车架承受,因此必须保证车架能够有足够的强度、刚度,抗振的能力,故分析的时候主要对车架进行分析。简化后的车架如下图所示。 3、单元体的选择 单车车架为实体故定义车架的单元类型为实体单元(solid)。查资料可以知道3D实体常用结构实体单元有下表。 单元名称说明 Solid45 三维结构实体单元,单元由8个节点定义,具有塑性、蠕变、应力刚化、 大变形、大应变功能,其高阶单元是 solid95

ANSYS模态分析实例

高速旋转轮盘模态分析 在进行高速旋转机械的转子系统动力设计时,需要对转动部件进行模态分析,求解出其固有频率和相应的模态振型。通过合理的设计使其工作转速尽量远离转子系统的固有频率。而对于高速部件,工作时由于受到离心力的影响,其固有频率跟静止时相比会有一定的变化。为此,在进行模态分析时需要考虑离心力的影响。通过该实验掌握如何用ANSYS进行有预应力的结构的模态分析。 一.问题描述 本实验是对某高速旋转轮盘进行考虑离心载荷引起的预应力的模态分析,求解出该轮盘的前5阶固有频率及其对应的模态振型。轮盘截面形状如图所示,该轮盘安装在某转轴上以12000转/分的速度高速旋转。相关参数为:弹性模量EX=2.1E5Mpa,泊松比PRXY=0.3, 密度DENS=7.8E-9Tn/mm 3。 1-5关键点坐标: 1(-10, 150, 0) 2(-10, 140, 0) 3(-3, 140, 0) 4(-4, 55, 0) 5(-15, 40, 0) L=10+(学号×0.1) RS=5 二.分析具体步骤 1.定义工作名、工作标题、过滤参数 ①定义工作名:Utility menu > File > Jobname ②工作标题:Utility menu > File > Change Title(个人学号) 2.选择单元类型 本实验将选用六面体结构实体单元来分析,但在建模过程中需要使用四边形平面单元,所有需要定义两种单元类型:PLANE42和SOLID45,具体操作如下: Main Menu >Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete

①“ Structural Solid”→“ Quad 4node 42” →Apply(添加PLANE42为1号单元) ②“ Structural Solid”→“ Quad 8node 45” →ok(添加六面体单元SOLID45为2号单元) 在Element Types (单元类型定义)对话框的列表框中将会列出刚定义的两种单元类型:PLANE42、SOLID45,关闭Element Types (单元类型定义)对话框,完成单元类型的定义。 3.设置材料属性 由于要进行的是考虑离心力引起的预应力作用下的轮盘的模态分析,材料的弹性模量EX 和密度DENS必须定义。 ①定义材料的弹性模量EX Main Menu >Preprocessor > Material Props > Material Models> Structural > Linear > Elastic >Isotropic 弹性模量EX=2.1E5 泊松比PRXY=0.3 ②定义材料的密度DENS Main Menu >Preprocessor > Material Props > Material Models>density DENS =7.8E-9 4.实体建模 对于本实例的有限元模型,首先需要建立轮盘的截面几何模型,然后对其进行网格划分,最后通过截面的有限元网格扫描出整个轮盘的有限元模型。具体的操作过程如下。 ①创建关键点操作:Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS 列出各点坐标值Utility menu >List > Keypoints >Coordinate only

几个ansys经典实例(长见识)

平面问题斜支座的处理 如图5-7所示,为一个带斜支座的平面应力结构,其中位置2及3处为固定约束,位置4处为一个45o的斜支座,试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (a)平面结构(b)有限元分析模型 图5-7 带斜支座的平面结构 基于ANSYS平台,分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。 (7) 模型加约束 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2,3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题,使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu:Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn :Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu:WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2,0,0,THXY:45 →OK ANSYS Main Menu:Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu:Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流; !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系,进行旋转,施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end

ansys有限元建模与分析实例-详细步骤

《有限元法及其应用》课程作业ANSYS应用分析 学号: 姓名: 专业:建筑与土木工程

角托架的有限元建模与分析 一 、模型介绍 本模型是关于一个角托架的简单加载,线性静态结构分析问题,托架的具体形状和尺寸如图所示。托架左上方的销孔被焊接完全固定,其右下角的销孔受到锥形压力载荷,角托架材料为Q235A 优质钢。角托架材料参数为:弹性模量366E e psi =;泊松比0.27ν= 托架图(厚度:0.5) 二、问题分析 因为角托架在Z 方向尺寸相对于其在X,Y 方向的尺寸来说很小,并且压力荷载仅作用在X,Y 平面上,因此可以认为这个分析为平面应力状态。 三、模型建立 3.1 指定工作文件名和分析标题 (1)选择菜单栏Utility Menu → 命令.系统将弹出Jobname(修改文件名)对话框,输入bracket (2)定义分析标题 GUI :Utility Menu>Preprocess>Element Type>Add/Edit/Delete 执行命令后,弹出对话框,输入stress in a bracket 作为ANSYS 图形显示时的标题。 3.2设置计算类型 Main Menu: Preferences … →select Structural → OK 3.3定义单元类型 PLANE82 GUI :Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 命令,系统将弹出Element Types 对话框。单击Add 按钮,在对话框左边的下拉列表中单击Structural Solid →Quad 8node 82,选择8节点平面单元PLANE82。单击ok ,Element Types 对话框,单击Option ,在Element behavior 后面窗口中选取Plane strs w/thk 后单击ok 完成定义单元类型。 3.4定义单元实常数 GUI :Main Menu: Preprocessor →Real Constants →Add/Edit/Delete ,弹出定义实常数对话框,单击Add ,弹出要定义实常数单元对话框,选中PLANE82单元后,单击OK →定义单元厚度对话框,在THK 中输入0.5.

相关主题
相关文档 最新文档