ansys有限元受力分析(DOC)
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(一)研究背景桥梁在一个国家的交通运输和经济发展中占有十分重要的位置 ,而桥梁桁架结构是保证桥梁安全运营的重要手段。
随着技术的发展,桥梁桁架结构己经发展成为桥梁领域中必不可少的专用结构,桥梁桁架结构更是代表了桥梁的主流发展方向,具有广阔的市场前景。
木文的研究对象为桥梁桁架结构,采用有限元法对该车结构进行了有限元分析。
(二)研究目的本文认真研究了桥梁的结构组成和工作原理,对桥梁各组成部件进行了合理的模型处理和简化,利用有限元分析软件ANSYS的APDL语言,建立了各部件的有限元参数化模型。
按照真实情况采用合理的方式模拟各部件间的连接关系,将各部件组成一个整体。
通过以上工作建立了桥梁的有限元分析模型,对桥梁桁架结构进行静力学分析,分析桥梁桁架结构在静态情况下的位移变形,应力应变分布,为桥梁桁架结构的设计与制造提供理论依据。
(三)有限元分析过程1.定义材料属性,包括密度、弹性模量、泊松比。
点击主菜单中的"Preprocessor'Material Props >Mat erialModels” ,弹出窗口,逐级双击右框中“Structural、Linear\ Elastic\ Isotropic n前图标,弹出下一级对话框,在"弹性模量” (EX)文本框中输入:2. Oell ,在“泊松比” (PRXY)文本框中输入:0. 3,如图所示,点击“0K”按钮,同理点击Density输入7850即为密度。
A define Material Model BehaviorMaterial Edit Favorite HelpA Linear I&otropic Properties for P/aterhl Number 1Linear Isotropic Ifaterial Propertiesfor Kat erial NuiTber 1T1Terrperatures |0 EX PRX7|o.3Add Temper attire | Delete TeiuperatureGraphOKdree] |HebA Define Material Model Behavior Matenal Edit Favorite Help2. 定义单元属性,包括单元类型、单元编号、实常数。
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31.1 引言3第二章问题描述52.1有限元法及其基本思想52.2 问题描述5第三章力学模型的建立和求解63.1设定分析作业名和标题63.2定义单元类型73.3定义实常数103.4定义材料属性133.5建立盘面模型153.6对盘面划分网格233.7施加位移边界283.8施加转速惯性载荷并求解31第四章结果分析334.1 旋转结果坐标系334.2查看变形344.3查看应力36总结39参考文献40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。
基于ANSYS勺轴类零件有限元静力学分析马超(山东科技大学交通学院,车辆工程2011-1 ).、八、-刖言轴向受弯扭的杆件在工程中的应用非常广泛。
齿轮减速器中的齿轮轴承受扭矩的作用,如果扭矩过大,或者轴过于细长,则有可能突然变弯,发生稳定失效。
有限元法是利用电子计算机进行数值模拟分析的方法。
ANSY软件作为一款功能强大、应用广泛的有限元分析软件,不仅具备几何建模的模块,而且也支持其他主流三维建模软件接口,目前在工程技术领域中的应用十分广泛,其有限元计算结果已成为各类工业产品设计和性能分析的可靠依据。
文章在基于有限元分析软件ANSY的基础上对轴的承载特性进行了分析。
摘要:介绍应用ANSY软件分析轴类零件在扭转载荷压力作用下发生形变量和应力分布的情况。
关键词:载荷;轴;ANSYS一问题分析求解下图为一轴类零件结构示意图。
该零件在两个滚动轴承处受到轴向和径向约束,左侧键槽侧面受到6000N的均布载荷,右侧键槽侧面受3000N的均布载荷。
模型材料为钢材料,弹性模量为2 1011MP a,泊松比为0.3。
作出等效应力图和变形图,并进行强度分析。
1—I-二轴有限元模型2.1建立轴零件有限元模型轴为左右对称结构。
在Siemens UGNX8.5中建立该轴三维模型,通过接口导 入 ANSY 中。
该载荷轴采用Tet 10node 187单元。
此单元是一个高阶3维20节点固体结构单元, 每个节点有3个沿x 、y 和z 方向平移的自由度,具有二次位移模式,主要适用于位 移、变形等方面。
如果要求精度高,可较好地剖分;如果要求精度不高,由于单 元本身是高阶单元,使用稍微弱一点的网格也可行,能够用于不规则形状,且不 会在精度上有任何损失。
2.2网格划分网格划分的过程就是结构离散化的过程,通常轴模型划分的单元越多越密 集,就越能反映实际结构状况,计算精度越高,计算工作量越大,计算时间增长。
由于轴结构属于局部不规则几何体,因此采用自动划分法进行网格划分。
桌面受力有限元分析报告班级:机自0805姓名:刘刚学号:200802070515摘要:本报告是在ANSYS10.0的平台上,采用有限元静力学分析方法,对桌面受力进行应力与变形分析。
一、问题描述:桌面长1500mm,宽800mm,厚50mm,桌脚长650mm,为空心圆管,外径70mm,内径60mm,桌面中央300mmX150mm的区域内承受2.5 Mpa的压力,四个桌脚完全固定,假设所有材料为铝合金,弹性模量E=7.071×104 Mpa,泊松比μ=0。
3。
试用Shell63单元模拟桌面、Beam188单元模拟桌脚,分析此桌子的变形及受力情况。
假设桌子的垂直方向最大变形量的许用值为0。
5%(约7。
5mm),该设计是否满足使用要求,有何改进措施?二、定义类型:(1)定义单元类型 63号壳单元和188号梁单元(2)定义材料属性弹性模量E=7.071×104 Mpa泊松比μ=0.3(3)定义63号壳单元的实常数,输入桌面厚度为50mm定义梁单元的截面类型为空心圆柱,内半径30mm,外半径35mm(4) 建立平面模型(5)划分网格利用mapped网格划分工具划分网格(6)施加载荷将四个桌脚完全固定,在桌面中央300mmX150mm的区域内施加向下的2.5 Mpa压力三、分析求解(1)变形量(2)位移云图(3)应力云图四、结果分析根据位移云图可知,蓝色地方的变形量最大,最大变形量为:10.048mm根据应力云图可知,红色地方所受的应力最大,最大应力为:191.73Mpa五、结论由于桌子垂直方向最大变形量为10.048mm,而材料最大许用变形量为7。
5mm 即SMX=10.048mm>[SMX=7。
5mm]故:此设计不满足要求,应该重新选择材料。
轴承座轴瓦 轴四个安装孔径向约束 (对称) 轴承座底部约束 (UY=0)沉孔上的推力 (3000 psi.) 向下作用力 (15000 psi.) 基于ANSYS 的轴承座有限元分析一、 问题描述在我们机械设计课程中曾经学习过轴系,主要是学习了轴的设计、受力分析以及轴承的设计等等。
但没有对轴承座的承受能力进行分析,所以我在这里主要是对一种简单的轴承座进行了有限元分析。
在查阅了相关资料之后,可将分析的轴承座示意如下图。
在实际当中,考虑到工艺的要求,图中相应的边缘处须设置有圆角、倒边等等。
但在有限元模型中忽略了这些要素。
二、 力学模型的分析与建立如下图所示在查阅了相关资料后可将上面描述的问题简化成上述模型,其中的载荷参考了网上的相关资料,在沉孔面上垂直于沉孔面上作用有3000psi.的推力载荷,在轴承孔的下半部分施加15000psi.的径向压力载荷,这个载荷是由于受重载的轴承受到支撑作用而产生的。
由于轴承座一般固定于机身上,所以可以在其底部施加法向位移约束,并且四个安装孔要受到螺栓的约束,所以可以在四个螺栓孔中施加径向对称约束(在ansys中体现为Symmetry B.C.)三、力学模型的有限元分析1.建立模型1)创建基座模型生成长方体Main Menu:Preprocessor->Modeling->Create->Volumes->Block->By Dimensions输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3平移并旋转工作平面Utility Menu>WorkPlane->Offset WP by IncrementsX,Y,Z Offsets 输入2.25,1.25,.75 点击ApplyXY,YZ,ZX Angles输入0,-90点击OK。
创建圆柱体Main Menu:Preprocessor->Modeling->Create->Volumes->Cylinder> Solid CylinderRadius输入0.75/2, Depth输入-1.5,点击OK。
ANSYS有限元分析实例1.悬臂梁的结构分析悬臂梁是一种常见的结构,其呈直线形式,一端固定于支撑点,另一端自由悬挂。
在这个分析中,我们将使用ANSYS来确定悬臂梁的最大弯曲应力和挠度。
首先,我们需要创建悬臂梁的几何模型,并给出其材料属性和加载条件。
然后,在ANSYS中创建有限元模型,并进行网格划分。
接下来,进行力学分析,求解材料在给定加载下的应力和位移。
最后,通过对结果的后处理,得出最大弯曲应力和挠度。
2.螺旋桨的流体力学分析螺旋桨是一种能够产生推力的旋转装置,广泛应用于船舶、飞机等交通工具中。
螺旋桨的流体力学分析可以帮助我们确定其叶片的受力情况和推力性能。
在这个分析中,我们需要建立螺旋桨的几何模型,并给出流体的流速和压力条件。
然后,我们在ANSYS中创建螺旋桨的有限元模型,并进行网格划分。
通过求解流体场方程,计算叶片上的压力分布和受力情况。
最后,通过对结果的后处理,得出叶片的受力情况和推力性能。
3.散热片的热传导分析散热片是一种用于散热的装置,广泛应用于电子设备、电脑等领域。
散热片的热传导分析可以帮助我们确定散热片在给定热源条件下的温度分布和散热性能。
在这个分析中,我们需要建立散热片的几何模型,并给出材料的热导率和热源条件。
然后,我们在ANSYS中创建散热片的有限元模型,并进行网格划分。
通过求解热传导方程,计算散热片上各点的温度分布。
最后,通过对结果的后处理,得出散热片的温度分布和散热性能。
以上是三个ANSYS有限元分析的实例,分别涉及结构分析、流体力学分析和热传导分析。
通过这些实例,我们可以充分展示ANSYS在不同领域的应用,并帮助工程师和科研人员解决工程问题,提高设计效率和产品性能。
ANSYS有限元分析报告1. 引言有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)是一种常用的工程分析方法,可以用于预测材料和结构在各种工况下的行为和性能。
本报告旨在通过使用ANSYS软件进行有限元分析,对某一具体的工程问题进行模拟和分析,并得出相应的结论和建议。
2. 问题描述本次有限元分析的问题是研究某结构在受载情况下的应力分布和变形情况。
具体而言,我们关注的结构是一个柱形零件,其材料为XXX,尺寸为XXX。
该结构在受到垂直向下的均布载荷时,会发生弯曲变形和应力集中现象。
我们的目标是通过有限元方法对该结构进行分析,预测其应力分布情况,并评估其承载能力。
3. 模型建立我们使用ANSYS软件来建立和分析该结构的有限元模型。
首先,我们将导入该零件的几何数据,然后通过ANSYS的建模工具创建相应的有限元模型。
在建立模型的过程中,我们需要注意几何尺寸、材料特性、约束条件和加载方式等参数的设定,以确保模型的准确性和可靠性。
4. 材料属性和加载条件在进行有限元分析之前,我们需要确定材料的特性和加载条件。
根据提供的信息,我们将采用XXX材料的力学特性进行模拟。
同时,我们假设该结构受到均布载荷的作用,其大小为XXX。
这些参数将在后续的分析中使用。
5. 模型网格划分在进行有限元分析之前,我们需要对模型进行网格划分。
网格的密度和质量将直接影响分析结果的准确性和计算效率。
在本次分析中,我们将采用适当的网格划分策略,以满足准确性和计算效率的要求。
6. 模型分析和结果通过ANSYS软件进行有限元分析后,我们得到了该结构在受载情况下的应力分布和变形情况。
根据分析结果,我们可以观察到应力集中区域和变形程度,并根据材料的特性进行评估。
同时,我们可以通过对加载条件的变化进行分析,预测该结构的承载能力和安全系数。
7. 结论和建议根据有限元分析的结果,我们得出以下结论和建议:•该结构在受均布载荷作用下发生应力集中现象,需要对其进行加强和优化设计。
三梁平面框架结构的有限元分析针对【典型例题】3.3.7(1)的模型,即如图3-19所示的框架结构,其顶端受均布力作用,用有限元方法分析该结构的位移。
结构中各个截面的参数都为:113.010Pa E =⨯,746.510m I -=⨯,426.810m A -=⨯,相应的有限元分析模型见图3-20。
在ANSYS 平台上,完成相应的力学分析。
图3-19 框架结构受一均布力作用(a ) 节点位移及单元编号 (b ) 等效在节点上的外力图3-20 单元划分、节点位移及节点上的外载解答 对该问题进行有限元分析的过程如下。
1.基于图形界面的交互式操作(step by step)(1) 进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序 →ANSYS → ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname (设置工作文件名): beam3→Run → OK(2) 设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences… → Structural → OK(3) 选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete… →Add… →beam :2D elastic 3 →OK (返回到Element Types 窗口) →Close(4) 定义材料参数ANSYS Main Menu:Preprocessor →Material Props →Material Models→Structural →Linear →Elastic→Isotropic: EX:3e11 (弹性模量) →OK →鼠标点击该窗口右上角的“ ”来关闭该窗口(5) 定义实常数以确定平面问题的厚度ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constant s… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1 Beam3→OK→Real Constant Set No: 1 (第1号实常数), Cross-sectional area:6.8e-4 (梁的横截面积) →OK →Close(6) 生成几何模型生成节点ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Creat→Nodes→In Active CS→Node number 1 →X:0,Y:0.96,Z:0 →Apply→Node number 2 →X:1.44,Y:0.96,Z:0 →Apply→Node number 3 →X:0,Y:0,Z:0→Apply→Node number 4 →X:1.44,Y:0,Z:0→OK生成单元ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Element →Auto Numbered →Thru Nodes →选择节点1,2(生成单元1)→apply →选择节点1,3(生成单元2)→apply →选择节点2,4(生成单元3)→OK(7)模型施加约束和外载左边加X方向的受力ANSYS Main Menu:Solution →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Nodes →选择节点1→apply →Direction of force: FX →V ALUE:3000 →OK→上方施加Y方向的均布载荷ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Beams →选取单元1(节点1和节点2之间)→apply →V ALI:4167→V ALJ:4167→OK左、右下角节点加约束ANSYS Main Menu:Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →On Nodes →选取节点3和节点4 →Apply →Lab:ALL DOF →OK(8) 分析计算ANSYS Main Menu:Solution →Solve →Current LS →OK →Should the Solve Command be Executed? Y→Close (Solution is done! ) →关闭文字窗口(9) 结果显示ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed Shape … →Def + Undeformed →OK (返回到Plot Results)(10) 退出系统ANSYS Utility Menu: File→Exit …→Save Everything→OK(11) 计算结果的验证与MA TLAB支反力计算结果一致。
基于ANSYS 软件的螺栓螺纹轴向受力有限元分析*钟友坤(河池学院物理与机电工程学院,广西 河池 546300)摘 要:基于ANSYS 软件的参数设计语言,从有限元模型的创建、划分网格、求解分析以及后处理等过程对螺栓螺纹进行有限元分析,对螺栓进行轴向受力进行分析测试,以改善螺栓的应力分布,提高螺栓螺纹的强度。
关键词:ANSYS;螺栓螺纹;有限元分析中图分类号:U213.5+2 文献标志码:A 文章编号:1672-3872(2017)22-0004-03 ——————————————基金项目: 2015年度广西高校科学技术研究立项项目:同步机模型设计与仿真研究(KY2015LX331);河池学院2015年校级重点科研课题立项:虚拟仿真力学实验系统的设计研究(XJ2015ZD001)作者简介: 钟友坤(1977-),男,广西岑溪人,硕士,高级实验师,研究方向:机械力学设计。
螺栓是机械设计中最常见的联接器件之一,它结构简单、安全可靠、易于拆装、调整方便;作为标准件的螺栓,在工程生产中成本价格低廉,批量生产方便,在不同的工件中具有很强的互换性。
基于以上特点,在交通运输以及工程项目设计中螺栓的应用十分广泛。
虽然如此,但是在当今汽车铁路船舶运输等交通工具以及机械工业生产设备中也经常会出现螺母松动脱落、螺栓磨损、螺栓断裂等现象,从而造成重大的安全事故出现。
研究表明,高应力区多发生疲劳裂纹,螺栓产生疲劳裂纹的主要高发部位是在螺栓与螺母旋合部位的第一扣螺纹处的根部[1]。
常见的普通三角螺纹因为螺纹处承受到高强度的轴向拉应力,而螺纹根部承载面积小,从而造成了螺纹根部应力集中系数较大,在长时间动载荷作用下工作的螺栓螺纹根部处经常发生疲劳破坏,产生疲劳裂纹甚至断裂的可能,严重地影响螺栓的强度,这对机械结构和设备运行安全产生了重大的影响。
基于上述原因,如何缓解螺栓螺纹根部应力集中程度、重组螺纹处应力的均匀分布,提高螺栓强度,成为了机械设计的一个重要课题。
A n s y s受力分析(三维托架实体受力分析)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=29×106psi,泊松比v=0.3.试通过ANSYS输出其变形图及其托架的von Mises应力分布。
题目1的分析。
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MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Volumes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>MeshTool,先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>On Areas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。
山岭隧道受力ANSYS有限元分析实例教学目录一、问题重述 (1)二、模型的建立 (3)2.1模型绘制 (3)2.2模型参数选取 (3)2.3模型网格划分 (3)2.4计算外荷载(计算DK5+632断面) (4)2.5施加荷载与约束 (7)三、求解模型与受拉地基弹簧的修正 (8)四、求解结果 (10)4.1弯矩、轴力应力云图 (10)4.2关键节点内力 (10)五、附录 (11)附录1 全部节点等效荷载表 (11)附录2 全部节点内力表 (13)附录3 剪力图 (16)一、问题重述隧道起讫里程为DK4+843.5~DK6+430,全长1586.5m ,DK5+632处采用暗挖法施工,该断面的地层及结构等信息见下图。
(a) 纵断面图(单位:m )(b) 横断面图(单位:cm )里程 D K 5+632300°∠65°根据地质资料得:围岩级别为Ⅳ级,隧道上方土体重度依次从上往下取γ1 =18 kN/m3,γ2=23kN/m3。
请采用荷载-结构模式对该断面衬砌结构(仅二次衬砌)进行受力分析:(1)试求隧道围岩压力和有限元模型的等效节点力(不考虑重力)?(要求:单元长度取0.3m,画出单元和节点图,编制表格列出各节点的等效节点力)。
(2)采用有限元软件计算结构内力,绘制弯矩图和轴力图,列出特征部位的内力二、模型的建立2.1模型绘制在ANSYS建模,以二次衬砌中轴线为轮廓,隧道断面模型如下图:图2.1 隧道断面尺寸示意图(cm)二次衬砌采用Beam188梁单元模拟,地基弹簧采用Combin14弹簧单元模拟。
隧道纵向计算长度取为1m,二次衬砌参数选取如下表:2.3模型网格划分单元长度取0.3m,网格划分后,单元图、节点图分别如下:图2.2 离散化-节点图图2.3离散化-单元图2.4外荷载的计算(计算DK5+632断面) 2.4.1 验算坑道高度与跨度之比1232644.3032120.902 1.71232723.553212H B ++++==++++<式中,H 表示坑道高度,B 表示坑道跨度根据我国《铁路隧道设计规范》,可以采用统计法计算。
轴承座的有限元分析摘要:在ANSYS环境下对轴承座进行建模,划分网格,生成有限元模型,并对其进行约束,加载,从而得到轴承座在工作载荷条件下的变形,应力,并对结果进行分析。
关键词:轴承座ANSYS 建模有限元0 引言轴承座在机械生产中很常见,在各类机器、机构中都有它存在的身影,由于轴承座本身结构并不是太复杂,所以本文并没有借助其他类型的三维软件建模,而是在ANSYS环境下建立的模型。
轴承座的受力主要是分布在轴承孔圆周上,还有轴承孔的下半部分的径向压力载荷。
本文将分析在这些载荷的作用下,轴承孔的变形,应力等,并显示强大的ANSYS的求解结果。
一、轴承座有限元模型的建立1.1、轴承座三维模型的创建由于轴承座为整体对称的结构,所以建模的总体思路为先建立模型的一半,然后在用ANSYS中的镜像命令创建另一半。
首先建立基座模型,输入基座长方体的两个对角顶点(0,1,0)和(3,1,3),建立一个长方体,然后平移工作平面,在基座上创建两个半径为0.325的圆柱,从长方体上减去两个圆柱便形成了两个圆柱孔,这样基座便建立好了。
然后再建立支撑部分,支撑分三部分建立,先建立一个长1。
5,宽0.75,高1。
75的长方体的块,在建立一个半径为1。
5的四分之一圆柱,最后建立轴承孔,值得注意的是建立轴承孔时需要建立两个半径分别为1和0。
85的圆柱为生成孔做准备,然后再依次剪掉两个圆柱,形成孔。
接着创建肋板不分,先通过三个点创建一个三角形的面,然后将该三角形拉成一个三棱柱,便建好了肋板。
然后将模型沿坐标平面镜像生成对称部分,最后粘贴所有体1。
2 、划分网格生成有限元模型首先定义材料属性,设置弹性模量EX为30e6,泊松比为0。
3。
然后用划分网格工具Mesh Tool将几何模型划分单元。
由于结构较复杂且为三维模型,故选择智能划分网格,即Smart Sizing,结果如图.二、施加边界与载荷先约束四个安装孔,依次选择四个安装孔的八个(每个圆柱面包括两个面)柱面,使其自由度为0,再在整个底座施加竖直方向上的位移约束,选择基座底面的所有外边界线,选择Uy作为约束自由度。
A n s y s受力分析(三维托架实体受力分析)(总6页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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=29×106psi,泊松比v=.试通过ANSYS输出其变形图及其托架的von Mises应力分布。
题目1的分析。
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MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Volumes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>MeshTool,先对网格尺寸进行编辑,选,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 >On Areas命令,然后拾取两孔的内表面,单击OK就行了。
起重机桁架结构的受力分析摘要:本文利用ansys14.5平台研究货物起重机的受力情况,通过对起重机架的建模和求解,进一步熟悉了ansys的分析过程,并求出了起重机架的变形,位移和应力等方面的力学量,为起重机架结构和材料的改进提供了依据。
1 引言如下图所示的货物起重机,由两个桁架结构组成,它们通过交叉支撑结合在一起。
每个桁架结构的两个主要构件是箱型钢架。
每个桁架结构通过内部支撑来加固,内部支承焊接在方框钢架上。
连接两个桁架的交叉支承销接在桁架结构上。
所有构件材料都是中强度钢,EX=200E9Pa,EY=300E9Pa,μ=0.25,G=80E9。
它在端部承受10KN沿Y轴负方向的载荷时,用有限元软件求出最大受力点及应力和位移情况。
内部支承及交叉支承梁截面桁架结构主要构件梁截面2 计算模型2.1 设置工作环境启动Mechanical APDL Product Launcher 14.5,弹出Mechanical APDL Pr oduct Launcher 14.5窗口。
设置参数、工作目录、工作名称,单击Run进入AN SYS 14.5 GUI界面。
在主菜单元中选择Preferences命令,选择分析类型为Stru ctural,单击OK按钮,完成分析环境设置,如图2.1所示。
图2.12.2 定义单元与材料属性在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Element Type> Add/Edit/ Delete命令,弹出图2.2所示的Element Type对话框,选择单元类型为LINK1 80,单击OK按钮。
图2.2在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material M odels命令,弹出图2.3所示的Define Material Model Behavior对话框,选择材料模型为结构、线性、弹性、各向异性,然后输入EX=2E11,EY=3E11,P RXY=0.25,GXY=8E10,输入密度7800,单击OK按钮完成。
图2.3下面定义截面特性,在GUI中选择Main Menu→Preprocessor→Real Con stants→Add/Edit/Delete命令,弹出Real Constants对话框,单击Add按钮选择LINK180,输入实常号1,截面积0.0014,单击Apply按钮,设置常数编号2,截面积0.0011,单击OK按钮完成,此时Real Constants对话框中列出了已定义的两个不同的实常数,完成单元及材料属性的定义,如图2.4和图2.5所示。
图2.4 图2.52.3 建立有限元模型在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>I n Active CS命令,弹出Create Nodes in Active Coordinate System对话框。
输入第一个节点号11以及节点11的坐标,单击Apply按钮,继续输入节点号及坐标,直至完成所有的节点号和坐标,直至完成表2-1所示的所有节点,结果如图2.6所示。
节点号X Y Z11 0 0 112 2 3/8 0.1+0.9/4*313 4 6/8 0.1+0.9/4*214 6 9/8 0.1+0.9/4*415 8 12/8 0.116 16/3 8/6 0.417 8/3 7/6 0.718 0 1 121 0 0 -122 2 3/8 -(0.1+0.9/4*3)23 4 6/8 -(0.1+0.9/4*2)表2-1图2.6在GUI 界面中选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elem En ts>Elem Attributes 命令,弹出如图2.7所示的Element Attributes 对话框。
设置参数如图所示,单击OK 按钮完成,在GUI 界面选择Main Menu>Preproces sor>Modeling>Create>Elements>Auto Numbered>Thru Nodes 命令,弹出所示对话框,将工作区中的11号节点与12号节点连接,单击Apply 按钮,生成单元,继续如下表2-2所示连接,生成结果如图所示。
节点1 节点2 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 171824 6 9/8 -(0.1+0.9/4)25 8 12/8 -0.1 26 16/3 8/6 -0.4 27 8/3 7/6 -0.7 281-118 1212 1717 1313 1616 1421 2222 2323 2424 2525 2626 2727 2828 2222 2727 2323 2626 24表2-2图2.7在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Elem Attributes 命令,弹出Element Attributes 对话框。
将实常数改为2,如图2.8所示。
在GUI 界面中选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Auto Numbered>Thru Nodes 命令,将表2-3所示节点连接成单元。
完成的单元如图所示。
在命令输入/ESHAPE ,1运行,可以在工作区中显示单元的实际模型如图2.9和2.10所示。
表2-3图2.8节点1 节点2 12 22 13 23 14 24 16 26 17 27 22 17 23 16 2614图2.9图2.102.4 施加边界条件由于建立的是有限元模型,直接生成了节点和单元,所以跳过划分网格,直接进入加载步骤。
在界面中选择Main Menu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Str uctual>Displacement>On Nodes命令,弹出对话框,在工作区域拾取11、21、18、28 4个节点,如图所示,单击OK按钮,弹出对话框,选择ALL DOF,单击OK按钮,完成节点约束,如图2.11所示。
图2.11在界面中选择Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>For ce/Moment>On Nodes命令,弹出图所示的对话框,在工作区中拾取节点15,单击OK按钮,弹出Apply F/M on Nodes对话框在对话框中选择施加载荷的方向为FY,加载方式为常量,大小为-10000,单击OK按钮完成加载,加载完成如图2.12所示。
图2.12接下来耦合节点自由度。
在界面中选择Main Menu→Preprocessor→coupl ing/Ceqn→Couple DOFs命令,弹出Define Coupled Dofs。
在工作区中选择节点15和节点25,单击OK按钮,在弹出的Define Coupled DOFs对话框。
输入耦合节点编号1,选择要耦合的自由度为ALL,单击OK按钮,完成边界条件施加。
过程如图2.13所示。
图2.133 求解结果完成了建模,施加边界条件,完成了计算前的准备工作,然后进行求解,在GUI界面选择Main Menu>Solution>Solve>Current LS命令,完成求解,结果如下图所示。
图2.14 起重机桁架的变形图图2.15起重机桁架位移图图2.16起重机桁架平移矢量图2.16起重机桁架X方向应力图图2.17起重机桁架第一主应力图2.18起重机桁架支反力图2.19起重机桁架X方向的轴力图2.20 应力最大的点的坐标及坐标信息4 结论由以上的分析可以看出起重机桁架所受的最大变形是0.019342m,在10000N 力的作用下其变形很小,根据国标GB/T10051.1-1988,说明起重机材料和变形是满足使用要求的。
从平移矢量图可以看出,其变形情况和桁架受力情况一致;从分析结果还可看到其最大应力为0.288E8Pa,并可看到最大应力对应的坐标信息,由此就找出了起重机桁架最容易失效的地方,为构件结构和材料的改进提供了依据。
参考文献1 曾攀.有限元基础教程.北京:高等教育出版社,20092 张建伟.ANSYS14.0超级学习手册.北京:人民邮电出版社,2013 3 刘浩.ANSYS15.0有限元分析.北京:机械工业出版社,2014附录log文件/BATCH/COM,ANSYS RELEASE 14.5 UP20120918 16:13:00 01/06/2015 /input,menust,tmp,''/GRA,POWER/GST,ON/PLO,INFO,3/GRO,CURL,ON/CPLANE,1/REPLOT,RESIZEWPSTYLE,,,,,,,,0!*/NOPRKEYW,PR_SET,1KEYW,PR_STRUC,1KEYW,PR_THERM,0KEYW,PR_FLUID,0KEYW,PR_ELMAG,0KEYW,MAGNOD,0KEYW,MAGEDG,0KEYW,MAGHFE,0KEYW,MAGELC,0KEYW,PR_MULTI,0KEYW,PR_CFD,0/GO!*/COM,/COM,Preferences for GUI filtering have been set to display:/COM, Structural!*/PREP7!*ET,1,LINK180!*!*MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,2E11MPDATA,EY,1,,3E11MPDATA,EZ,1,,MPDATA,PRXY,1,,0.25MPDATA,PRYZ,1,,MPDATA,PRXZ,1,,MPDATA,GXY,1,,8E10MPDATA,GYZ,1,, MPDATA,GXZ,1,, MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,1,,7800 R,1,0.0014, ,0!*R,2,0.0011,0,0!*n,11,0,0,1n,12,2,3/8,0.1+0.9/4*3 n,13,4,6/8,0.1+0.9/4*2 n,14,6,9/8,0.1+0.9/4n,15,8,12/8,0.1n,16,16/3,8/6,0.4n,17,8/3,7/6,0.7n,18,0,1,1n,21,0,0,-1n,22,2,3/8,-(0.1+0.9/4*3) n,23,4,6/8,-(0.1+0.9/4*2) n,24,6,9/8,-(0.1+0.9/4) n,25,8,12/8,-0.1n,26,16/3,8/6,-0.4n,27,8/3,7/6,-0.7n,28,0,1,-1TYPE, 1MA T, 1 REAL, 1 ESYS, 0 SECNUM,TSHAP,LINE!*e,11,12e,12,13e,13,14e,14,15e,15,16e,16,17e,17,18e,18,12e,12,17e,17,13e,13,16e,16,14e,21,22e,22,23e,23,24e,24,25e,25,26e,26,27e,27,28e,28,22e,22,27e,27,23e,23,26e,26,24TYPE, 1MA T, 1REAL, 2ESYS, 0SECNUM,TSHAP,LINE!*e,12,22e,13,23e,14,24e,16,26e,17,27e,22,17e,23,16e,16,14/ESHAPE,1/USER, 1/VIEW, 1, -0.608062369507 , 0.460162417711 , 0.646924032724 /ANG, 1, -17.7114328942/REPLOFLST,2,4,1,ORDE,4FITEM,2,11FITEM,2,18FITEM,2,21FITEM,2,28!*/GOD,P51X, , , , , ,ALL, , , , ,FLST,2,1,1,ORDE,1FITEM,2,15!*/GOF,P51X,FY,-10000FLST,4,2,1,ORDE,2FITEM,4,15FITEM,4,25CP,1,ALL,P51XFINISH/SOL/STA TUS,SOLUSOLVEFINISH/POST1PLDISP,2!*/EFACET,1PLNSOL, U,SUM, 0,1.0!*/VSCALE,1,1,0!!*PLVECT,U, , , ,VECT,ELEM,ON,0 !*/PSF,DEFA, ,1,0,1/PBF,DEFA, ,1/PIC,DEFA, ,1/PSYMB,CS,0/PSYMB,NDIR,0/PSYMB,ESYS,0/PSYMB,LDIV,0/PSYMB,LDIR,0/PSYMB,ADIR,0/PSYMB,ECON,0/PSYMB,XNODE,0/PSYMB,DOT,1/PSYMB,PCONV,/PSYMB,LAYR,0/PSYMB,FBCS,0!*/PBC,ALL,,0/PBC,NFOR,,1/PBC,NMOM,,1/PBC,RFOR,,1/PBC,RMOM,,1/PBC,PATH,,1/REP!*EPLOT!*PLESOL, F,X, 0,1.0 !*PLESOL, F,Y, 0,1.0 !*PLESOL, F,Z, 0,1.0 FINISH! /EXIT,ALL。