有限元分析三维托架实体受力分析Word文档格式.docx
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的划分,实行Main
选,然后点Meshing,Pick
Menu>
Preprocessor>
Modeling>
Operate>
Booleans>
Add>
Volumes
一个整体。
建模后,就对模型进行网格
Preprocessor>
Meshing>
MeshTool,先对网格尺寸进行编辑,all进行网格划分,所得结果如图。
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
Loads>
Apply>
Structrual>
Displacement>
Symmetry>
0nAreas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。
图、托架网格图
图输出的是原型托架和施加载荷后托架变形图的对比,虚线部分即为托架的原型,从图可看出,由于载荷的作用,托架上面板明显变形了,变形最严重的就是红色部分,这是因为其离托板就远,没有任何物体与其分担载荷,故其较容易变形甚至折断。
这是我们在应用托架的时候应当注意的。
图、托架位移变形图
图为托架的应力分布图,由图可看出主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。
图、托架应力分布图
1.指定分析标题
1.选取菜单路径UtilityMenu|File|ChangeJobname,将弹出ChangeJobname(修改文件名)对话框。
2.在Enternewjobname(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“0K”按钮,完成文件名的修改。
3.选取菜单路径UtilityMenu|File|ChangeTitle,将弹出ChangeTitle(修改标题)对话框。
4.在Enternewtitle(输入新标题)文本框中输入文字“pressanalysisofbracketstructure”,为本分析实例的标题名。
单击对话框中的“0K”按钮,完成对标题名的指定。
2.定义单元类型
1.选取菜单路径MainMenu|Preprocessor|ElementType|Add/Edit/Delete,将弹出
ElementTypes(单元类型定义)对话框。
单击对话框中的按钮,将弹出Libraryof
ElementTypes(单元类型库)对话框。
2.在左边的滚动框中单击“StructuralSolid”,选择结构壳单元类型。
在右边的滚动框中单击“Quad10node92”,在对话框中单击“0K”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MainMenu|Preprocessor|MaterialProps|MaterialModels,将弹出DefineMaterialModelBehavior(材料模型定义)对话框。
2.依次双击Structural,Linear,Elastic和Isotropic,将弹出1号材料的弹性模量
EX和泊松比PRXY的定义对话框。
3.在EX文本框中输入,PRXY文本框中输入。
定义材料的弹性模量为N/m2,泊松比为。
单击“0K”按钮,关闭对话框。
4.在DefineMaterialModelBehavior(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.单击的ANSYSToolbar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MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Volume|Block|ByDimensions将弹出CreateBlockbyDimensions(根据坐标创建体)对话框。
在对话框输入:
X1,X2X-coordinates:
-1,1
Y1,Y2Y-coordinates:
,
Z1,Z2Z-coordinates:
0,1/8
然后单击“APPLY按钮,再次在对话框输入:
将弹
0,3
2.选取路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Add|Volumes
出AddVolumes(体相加)对话框,在对话框单击“PICKALL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,选取路径MainMenu|
Preprocessor|Modeling|Create|Lines|Lines|StrainghtLine将弹出CreateStraightLine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MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Area|Arbitrary|ByLines将弹出对话框CreateAreaByLines然后选择直线L1,L9,L13,L20,L24,L25单击“OK”即可生成面A4。
Length
将弹出
5.选取路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|0perate|Extrude|Areas|AlongNormal出对话框ExtrudeAreaby••选择面A4单击“OK”按钮,将弹出另一个对话框,在extrusion项输入“-1/8”,单击“0K”按钮。
然后再次如前做的将所有体相加的操作。
6.选取路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Areas|Circle|SolidCircle
SolidCircularArea对话框,在WPx,WPy,Radius项分别输入0,,单击Apply,再次输入0,,然后单击“OK”按钮。
然后选取路径MainMenu|Preprocessor|Modeling
|Operate|Extrude|Areas|AlongNormal弹出对话框ExtrudeAreaby…选择其中一个圆面单击
“Apply”按钮,将弹出另一个对话框,在Lengthextrusion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MainMenu|Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Subtract|Volumes将
弹出SubtractVolumes(体相减)对话框,选择两个圆柱体所在的体,单击“AppIy”按钮,然
后选择两个圆柱体,单击“OK'
按钮,完成体相减操作。
5.网格划分
1.选取路径MainMenu|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“PICKALL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MainMenu|Preprocessor|Loads|DefineLoads|Apply|Structural|
Displacement|OnAreas,将会弹出拾取对话框,选择两圆孔,单击对话框中的“OK'
按钮。
完成施加约束操作。
2.选取菜单路径MainMenu|Solution|DefineLoads|Apply|Structural|Pressure|OnAreas
将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LoadPRESvalue
项输入“50”单击“OK'
完成施加载荷操作。
3.选取菜单路径MainMenu|Solution|Solve|CurrentLS弹出SolveCurrentLoadStep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MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu将弹出
ContourNodalSolutionData对话框,选择NodalSolution|DOFSolution|Displacementvectorsum将得到如位移图:
5.选取菜单路径MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu将弹出
ContourNodalSolutionData对话框,选择NodalSolution|Stress|vonMisesStress将得到如应力图:
命令代码
MPDATA,EX,1,,
KPLOT
FITEM,2,3
VOFFST,1,1,,
MPDATA,PRXY”
LSTR,5,
VADD,P51X
!
*
SAVE
13
CYL4,0,,
VOFFST,2,1,,
BLOCK,-1,1,,,0,,
LPLOT
FLST,3,2,6,ORDE,
BLOCK,-1,1,,,0,3,
/REPLOT,RESIZE
/VIEW,
2
FLST,2,2,6,ORDE,
/PNUM,KP,0
1,,,
FITEM,3,1
/PNUM,LINE,1
/ANG,1,
FITEM,3,3
FITEM,2,1
/PNUM,AREA,0
/REPLO
VSBV,
FITEM,2,-2
/PNUM,VOLU,0
2,P51X
/PNUM,NODE,0
/PNUM,KP,1
/PNUM,TABN,0
MSHAPE,1,3D
/PNUM,LINE,0
/PNUM,SVAL,0
MSHKE"
/NUMBER,0
/VIEW,1,
/PNUM,VOLU,0
0.,,
CM,_YVOLU
/PNUM,NODE,0
/PNUM,ELEM,0
VSEL,,,,
/REPLOT
4
APLOT
CM,_Y1,VOLU
/NUMBER,。
CHKMSH,'
VOLU'
/PNUM,LINE,0
CMSEL,S,_Y
/PNUM,ELEM,0
/PNUM,AREA,1
/REPLOT
VMESH,_Y1
FLST,2,6,4
/USER,1
CMDELE,_Y
/FOC,
FITEM,2,9
CMDELE,_Y1
1,,,
FITEM,2,13
CMDELE,_Y2
FITEM,2,20
FITEM,2,25
FITEM,2,24
AL,P51X
/REPLO
/DIST,1,,1
VOFFST,4,,,
/RERFAST
/REPFAST
/ANG,1
1,
JJ
/ANG,
/VIEW,1,,-1
1,,
0.,
FLST,2,8,5,ORDE,
/VIEW,1,,,1
-0.
FITEM,2,32
FITEM,2,-39
1,,,
1,,
J
-0.,
/GO
DA,P51X,ALL,
/UI,MESH,OFF
FINISH
/SOL
3.
1.
/VIEW,1,,,-1
/VIEW,1,-1
0.,-0.,
FLST,2,2,5,ORDE,
1,,,
FITEM,2,18
0.
FITEM,2,26
/VIEW,1,,,
SFA,P51X,1,PRES,
50
/STATUS,SOLU
SOLVE
1.
/POST1
/EFACET,1
PLNSOL,U,SUM,
PLNSOL,S,EQV,
0,
0.,,
/EXIT,MODEL
1,,,0.