Ansys受力分析(三维托架实体受力分析)

Ansys零件分析实例1⼀ ANSYS轴承座实体建模实例--------------------- 2⼆复杂形状实体的创建实例—螺栓----------------- 7三⼆维静⼒分析实例--------------------------- 16 四三维托架实体受⼒分析----------------------- 27 五谐响应分析实例 ---------------------------- 34 六瞬态分析实例------------------------------ 37 七⾼速旋转轮盘模态分析----------------------- 43 ⼋优化分析实例------------------------------ 56 九⾮线性分析实例 ---------------------------- 59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 (1000 psi.) 向下作⽤⼒ (5000 psi.)⼀ ANSYS 轴承座实体建模实例例：实体建模、⽹格划分、加载、求解及后处理练习⽬的：创建实体的⽅法，⼯作平⾯的平移及旋转，布尔运算（相减、粘接、搭接，模型体素的合并，基本⽹格划分。

基本加载、求解及后处理。

问题描述：具体步骤：⾸先进⼊前处理(/PREP7)1.创建基座模型⽣成长⽅体Main Menu ：Preprocessor>Create>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2.25,1.25,0.75 点击Apply载荷XY，YZ，ZX Angles输⼊0，－90，0点击OK。

创建圆柱体Main Menu：Preprocessor>Create>Cylinder> Solid CylinderRadius输⼊0.75/2, Depth输⼊－1.5,点击OK拷贝⽣成另⼀个圆柱体Main Menu：Preprocessor>Copy>V olume拾取圆柱体,点击Apply, DZ输⼊1.5然后点击OK从长⽅体中减去两个圆柱体Main Menu：Preprocessor>Operate>Subtract V olumes⾸先拾取被减的长⽅体，点击Apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击OK。

有限元分析及应用研究报告宋体三号字----------题目自定×××××宋体四号字作者姓名宋体五号字扬州大学机械工程学院××专业江苏，扬州 225009宋体五号字摘要：宋体五号字摘要的写法：可以是陈述式的，也可以是信息式的，或者二者兼而有之。

作为一般的学术论文，通常采用信息式的摘要，其内容主要包括：研究课题的目的、研究方法、所获结果及结论；关键词：宋体五号字[1][2][3] 1、问题的引出（引言、前言）正文宋体小四号字，标题加粗，多倍行距1.2 内容应含有：是一个什么问题？为什么要做有限元分析？目的和作用？等等？在工程上的重要性？要解决什么问题？（研究目标、研究内容和拟解决的关键问题） 2、理论研究内容研究方法：语句（二次开发）；程序流程图；…… 3、有限元模型确定有限元计算模型（所分析问题的数学建模） (1)取对称结构（1/4结构） (2)引人支承条件 (3)载荷移置 (4)单元的选取、单元、节点的个数 4、结果及讨论（数据处理、图表、对比结果、误差分析） 5、结论 6、参考文献要规范（按正规杂志要求）参考文献×××备注：(1) 可以模拟书上的列子。

(2) 时间2015年底完成。

(3) 交打印稿给班长，收齐送s403.篇二：有限元分析报告格式标准有限元分析报告格式(请勿转载)***************************************************************************** 如果你的计算结果想通过en/iso/suv等认让的话，就要按下面的格式写****************************************************************************3. specification for the layout of the safety proof:a. index of contentb. page numberingc. cross references, if used f. the description of the classification system’s information has to beprecisely.4. content of the safety proof, issued by the author (in this case by us):a. short introduction:i. task which has to be solved ii. should be illustrated by a sketch iii. short description of the methods which are used to solve the problem(theories, calculation methods...) iv. followed regulationsv. terms, formula symbols, units b. programme information:i. nameii. version and version namesiii. release datesc. inputi. general informationii. mechanical structure model iii. material characteristics, section sizes, stiffnesses iv. influences onto the mechanical structure model v. additional inputs (deformation limits, simplifications as rounding up ofsupport moments and so on)d. results:i. separation of results into important and other results ii. important results2. section forces, section deformation, section sizes3. material characteristic requirements4. instruction of the manufacturer5. user instruction6. required intermediate results iii. other results5. presentation of input and outputa. inputs should be illustrated with sheets, provided by the used calculationprogrammesb. input and output have to be illustrated by graphicsc. used tables have to be clearly arranged and described clearly6. required checks by the authora. inputsb. check of balances and deformationsc. plausibility of the deformations and influencesd. check with simplified mechanical structure methodse. reference calculations7. signature of the author is required under the safety proof8. testing by the testing engineer:b. testing through model testing and test loads*************************************************************************************************** 从原版德文标准译过来的,请不要转载!***************************************************************************************************篇三：本科生有限元分析研究报告格式×××××有限元分析研究报告（题目自定）题目，宋体，三号字，加粗，多倍行距1.25 作者扬州大学机械工程学院××专业×××班，江苏，扬州 225009 宋体，五号字摘要：摘要的写法：可以是陈述式的，也可以是信息式的，或者二者兼而有之。

基于ANSYS软件的支架强度有限元分析报告一、概述本次大作业主要利用ANSYS软件对支架的应力和应变进行分析,计算出支架的最大应力和应变。

然后与实际情况进行比较,证明分析的正确性,从而为支架的优化分析提供了充分的理论依据，并且通过对ANSYS软件的实际操作深刻体会有限元分析方法的基本思想，对有限元分析方法的实际应用有一个大致的认识。

二、问题分析如图1所示的支架由3mm钢板折弯而成。

该支架的h2一侧为固定支撑，顶部平面承受书本重物载荷，重物重量为500N。

材料的杨氏模量为2E11Pa，泊松比为0.3，密度7850kg/m3。

图1 支架a b h1 h2 w数据80 40 15 40 15三、有限元建模支架由钢板折弯而成，厚度尺寸相对长度和宽度尺寸来说很小，所以在ansys中采用面体单元进行模拟，在Workbench中的单元设置为shell181，材料即为结构钢材料，其弹性模量为2.1e11Pa，泊松比为0.3，密度为7850kg/m^3图2 材料属性双击Geometry进入几何模型建立模块，首先设置单位为mm。

以XY平面为为基准建立如下草绘面。

图3 草绘面1再以此草绘面生成面体，通过概念建模的方式实现。

图4 生成面体对上面面体的长边进行拉伸，拉伸方向为垂直向外，拉伸15mm图5 拉伸成面体对相交区域进行倒角，倒角半径为3图6 最终几何模型双击model进行分析界面进行网格划分，首先定义面体厚度为1mm图7 面体厚度随后进行网格划分，设置网格尺寸为5mm，采用全四边形网格划分方法，同时在倒角位置采用Mapped Face sizing功能映射网格，保证网格过度平滑。

图8 有限元网格模型检查网格质量，Workbench中网格质量柱状分布图如下所示，最差的都大于0.6，网格质量平均值为0.84，可见网格质量很好，满足计算精度图9 网格质量检查添加载荷，如10所示支架h2一侧为固定支撑，采用Fix Support固定方式实现，顶部平面承受500N的均布力，采用Force实现，如下图所示图10 载荷加载四、有限元计算结果（1）位移变化，如图12所示，结果最大变形为0.17mm，发生在左侧边角区域，刚好为载荷加载边缘处，也为结构刚度最为薄弱区域图12 位移云图（2）等效应力计算结果，如图3所示，最大等效应力为213MPa，发生在右侧倒角区域，该处为约束边缘处，由于约束会引起较大的应力集中，所以在实际情况下应该加大此处的倒角过度，减缓应力集中现象。

3维实体焊接残余应力分析中的单元选择和网格划分1 尽量使用低阶六面体单元焊接仿真是一个复杂的非线性热应力耦合分析，而堆焊几何模型也往往比较大，计算量大。

非线性分析中要尽量使用低阶单元(只有corner code)，选用低阶热单元，如solid90，如果必须使用高阶单元，则要打开对角比热矩阵选项。

Keyopt,,1。

按形状进行比较，接近正方体的六面体单元的计算精度远高于四面体单元，并且划分数量也相当少些。

高阶单元的计算精度高于低阶单元，但是计算量也大一些。

2 使用过渡单元对于三维的焊接仿真问题，过小的时间步长和过密的网格划分势必需要很大的计算机容量和很长的计算时间，而一旦在焊缝处加粗单元网格，计算精度又受到影响，且极易发生“跃阶”现象。

一般的出来方法是，焊缝及其附件区域用密网格，远离焊缝的区域用粗网格，如图所示。

模型中包括粗细不同的网格密度，必然涉及到过渡区域的问题。

过渡区域的单元类型选择很重要，某些单元类型不支持pyramid 派生形状，可能会导致网格质量低。

用mcheck 命令检查就会出现了类似如下的warning 。

*** WARNING *** SUPPRESSED MESSAGE CP = 5.031 TIME= 10:44:54 The edge of element 10059 defined by nodes 1429 1230 is part of at least 2 distinct sets of exterior faces. This may indicate that the attached elements are connected in an unusual manner.热 SOLID90 SOLID90 SOLID87 结构 SOLID186/95 SOLID186 SOLID187/92 高频 HF120 HF11910-节点四面体13-节点金字塔形20-节点六面体8-节点六面体9-节点金字塔 10-节点四面体热 SOLID70 SOLID90 SOLID87结构 SOLID185/45 SOLID186 SOLID187/92过渡单元： 热SOLID90 结构SOLID186 （一般不选用一阶六面体单元作为过渡单元）自由网格往往数量多质量差，映射网格却不容易实现。

基于ANSYS的角托架结构静力分析文章通过对一个角托架进行结构静力分析，探究了ANSYS在机械工程中的应用，对相关行业更好地缓解和掌握具有一定的指导意义。

标签：角托架；ANSYS；静力引言对一个角托架进行结构静力分析。

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的压力荷载，角托架的材料为A36优质钢。

因为角托架在Z 方向上的尺寸相对于其在X和Y方向上的尺寸来说很小，并且压力载荷仅作用在X、Y平面上，因此可以认为这个分析为平面应力状态。

角托架的材料参数为：弹性模型E=30MPa，泊松比ν=0.27。

ANSYS软件有限元分析包括前处理、求解和后处理三个基本过程。

ANSYS 软件包含多种有限元分析功能，从简单的线性静态分析到复杂的非线性动态分析以及热分析、流固耦合分析、电磁分析、流体分析等。

ANSYS具体应用到每一个不同的工程领域，其分析方法与步骤有所差别。

一个典型的ANSYS分析过程分为以下三个步骤：（1）建立模型（2）加载求解（3）查看分析结果。

1 ANSYS建模运用ANSYS软件建立钢支架二维网格模型，如图1所示。

2 ANSYS计算经加载计算得到角托架荷载作用下的变形图，如图2所示。

托架荷载变形图变形图，如图3所示。

3 结果分析由图2和3可知：（1）角托架在荷载作用下最大变形为1.2mm，符合刚度较大线弹性结构的变形范围。

（2）角托架节点最大等效应力2753.33Pa，最小节点等效應力5.15Pa，变化范围较大。

（3）从分布上看，最大应力分布在左上角支架，即施加位移约束支架，最小应力分布在边缘位置。

参考文献[1]胡仁喜，康士廷.ANSYS13.0从入门到精通[M].机械工业出版社，2011.[2]孙训方.材料力学[M].高等教育出版社，2009.。

三维实体结构的分析前面的实训练习中，是采用先生成节点，然后连接节点生成元素的方法来建立有限元模型的，它适用于结构比较简单的零件。

但是对于一些复杂结构，如果还是采用上面的方法建立有限元模型，不但非常繁琐，而且容易出错，甚至在有些情况下几乎是不可能的。

因此，本实训中将介绍三维实体结构的有限元分析。

一、问题描述图25所示为一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为，m d m c m b m a m l 03.0,02.0,2.0,16.0,0.1=====。

试建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。

其他已知参数如下：弹性模量（也称杨式模量） E= 206GPa ；泊松比3.0=u ；材料密度3/7800m kg =ρ；重力加速度2/8.9s m g =；作用力Fy 作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小Fy=-5000N 二、实训目的本实训的目的是使学生学会掌握ANSYS 在三维实体建模方面的一些技术，并深刻体会ANSYS 软件在网格划分方面的强大功能。

图25 工字钢结构示意图三、结果演示使用ASSYS15.5软件对该工字钢梁进行结构静力分析，显示其节点位移云图。

四、实训步骤（一）ANSYS 14.5的启动与设置与实训1第一步骤完全相同，请参考。

（二）单元类型、几何特性及材料特性定义1定义单元类型。

点击主菜单中的“Preprocessor>ElementType >Add/Edit/Delete”，弹出对话框，点击对话框中的“Add…”按钮，又弹出一对话框（图26），选中该对话框中的“Solid”和“Brick 8node45”选项，点击“OK”，关闭图26对话框，返回至上一级对话框，此时，对话框中出现刚才选中的单元类型：Solid45，如图27所示。

点击“Close”，关闭图27所示对话框。

注：Solid45单元用于建立三图26单元类型库对话框图27 单元类型对话框图28 材料特性参数对话框维实体结构的有限元分析模型，该单元由8个节点组成，每个节点具有X、Y、Z方向的三个移动自由度。

第8章3D实体结构分析Analysis of 3D Structural Solids真实世界中的问题都是3D的，但是很多问题可以简化成2D或甚至于1D的问题。

不过这种简化的过程需要具备较多的背景知识及经验。

如果你把一个问题model 成3D的问题来解，往往是最简单、最方便的（但是却是最耗计算时间的），因为分析模型会最接近真实世界中的模型，这就是为什么我们从3D的问题来着手。

但是原则上一个问题如果能做适当的精简（譬如简化成2D的问题，或者利用其对称性），则你最好尽量做精简的工作。

这种精简工作是分析工程师的训练重点之一，不只是可以有效率地利用计算机计算资源，更重要的是，通常比较能够抓住问题的本质。

第1节我们要介绍一个最简单、最常用的3D实体结构元素，在ANSYS中的编号叫做SOLID45。

当我们使用「3D实体结构」这个名词时，是为了区别于如「3D 梁结构」、「3D版壳结构」等名词。

这些可以认为是1D（梁元素）或2D（板壳元素）的元素布置在3D的空间上，而3D实体结构是指3D元素布置在3D空间上。

第2节以一个实例来应用这个元素。

除了作为元素的应用练习外，这个实例也是作为前几章所介绍的命令的综合应用。

第3节会浏览其它的3D实体元素，包括结构、热传、流场、电场、磁场、及偶合场问题的元素。

第4节以一个练习题作为结束。

第8.1节SOLID45：3D实体结构元素SOLID45: 3D Structural Solid Element当你查阅ANSYS Element Reference [Ref. 6] 中的某一个元素时，说明的文字可以分成三个主题：Element Description、Input Data、及Output Data。

本小节也是依此顺序来介绍SOLID45元素。

在介绍SOLID45元素之前，我们先强调一点：本书所提到的元素名称，如SOLID45、BEAM3等，这些编号是ANSYS的专用编号，跳脱ANSYS之外时，这些编号并没有很大的意义。

三角桁架受力分析1 问题描述图1所示为一三角析架受力简图。

图中各杆件通过铰链连接，杆件材料参数及几何参数见表1和表2，析架受集中力F1=5000N, F2=3000N 的作用，求析架各点位移及反作用力。

图1 三角桁架受力分析简图表1 杆件材料参数表2 杆件几何参数2 问题分析该问题属于析架结构分析问题。

对于一般的析架结构，可通过选择杆单元，并将析架中各杆件的几何信息以杆单元实常数的形式体现出来，从而将分析模型简化为平面模型。

在本例分析过程中选择LINK l 杆单元进行分析求解。

3 求解步骤3.1 前处理（建立模型及网格划分） 1.定义单元类型及输入实常量选择Structural Link 2D spar 1单元，步骤如下：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 Link 2D spar 1，在Element type reference number 文本框中输入1，单击OK 按钮关闭该对话框。

如图2所示。

E 1/Pa E 2/Pa E 3/Pa ν1 ν2 ν3 2.2E11 6.8E102.0E110.30.260.26L1/m L 1/m L 1/m A 1/m 2 A 2/m 2 A 3/m 2 0.4 0.50.36E-49E-44E-4图2 单元类型的选择输入三杆的实常量（横截面积），步骤如下：选择Main Menu|Preprocessor|Real Constants|Add/Edit/Delete命令，出现Real Constants 对话框，单击Add按钮，出现Element Type for Real Constants对话框，单击OK按钮，出现Real Constant Set Number 1, for LINK1对话框，在Real Constant Set No.文本框中输入1，在Cross-sectional area文本框中输入6E-4，在Initial strain文本框中输入0。