有限元分析和ansys实例报告.doc
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有限元分析和
ANSYS实例报告
一、三维托架实体受力分析
二、地震位移谱分析
三．铸造热分析
四、MCM多芯片组件加散热器（热沉）的冷却分析
三维托架实体受力分析
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vonMises应力分布。
分析:
先进行建模，此建模的难点在对V3的构建。
建模后，就对模型进行网格的划分，实行MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool,先对网格尺寸进行编辑，选0.1，然后点Meshing，Pickall进行网格划分，所得结果如图1-1。
划分网格后，就可以对模型施加约束，接着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1-2。
图1-2输出的是原型托架和施加载荷后托架变形图的对比，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，这是因为没有任何物体与其承受载荷，故其较容易变形甚至折断。
图1-1托架网格图
如图1-3所示是托架应力分布图，由图易看出主要在两孔处出现应力集中。
在使用托架的时候，应当注意采取一些设施减缓其应力集中，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。
图1-2托架位移图
图1-3托架应力分布图
一、指定分析标题
1、修改文件名：
选取菜单路径UtilityMenu|File|ChangeJobname，将文件名改为“bracket”。
2、修改标题：
选取菜单路径UtilityMenu|File|ChangeTitle，将标题名改为“pressanalysisofbracketstructure”。
二、定义单元类型
选择结构壳单元类型：
选取菜单路径MainMenu|Preprocessor|ElementType|Add/Edit/Delete，在对话框中单击“StructuralSolid”，在右边的滚动框中选择“10node92”。
三、指定材料特性
1、材料模型定义：
选取菜单路径MainMenu|Preprocessor|MaterialProps|MaterialModels，依次选择Structural，Linear，Elastic和Isotropic。
2、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2.9E6N/m2，泊松比为0.3。
3、保存数据库文件。
四、建立托架的有限元模型
1．根据坐标创建体：
选取路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Volume|Block|ByDimensions，在对话框输入：
X1,X2X-coordinates：
-1,1；Y1,Y2；Y-coordinates：
-1.5，1.5；Z1,Z2Z-coordinates：
0，1/8；然后单击“APPLY”按钮，再次在对话框输入：
X1,X2X-coordinates：
-1,1；Y1,Y2Y-coordinates：
1.5，1.625；Z1,Z2Z-coordinates：
0，3。
2、体相加：
选取路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Add|Volumes，在对话框单击“PICKALL”。
3、建线：
选取路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Lines|Lines|StrainghtLine，选择关键点5、13生成L13直线。
4．生成面：
选取路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Area|Arbitrary|ByLines，选择直线L1,L9,L13,L20,L24,L25生成面A4。
5．将面拉成体：
面选取路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Operate|Extrude|Areas|AlongNormal，选择面A4，拉伸值为“-1/8”，然后做体相加的操作。
6．做圆：
选取路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Areas|Circle|SolidCircle，圆的坐标分别为（0，-0.5）、（0，0.5），半径为0.25。
然后将圆拉成体，拉伸值为“1/8”。
7．体相减：
选取路径MainMenu|Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Subtract|Volumes用整个体减去两个圆体完成体相减操作。
五、.网格划分
选取路径MainMenu|Preprocessor|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。
六、施加约束，载荷并求解
1．施加约束：
选取菜单路径MainMenu|Preprocessor|Loads|DefineLoads|Apply|Structural|Displacement|OnAreas，选择两圆孔。
2．施加载荷：
选取菜单路径MainMenu|Solution|DefineLoads|Apply|Structural|Pressure|OnAreas,选择面A10,A19，载荷为50。
3．求解：
选取菜单路径MainMenu|Solution|Solve|CurrentLS。
4．位移图：
选取菜单路径MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu，选择NodalSolution|DOFSolution|Displacementvectorsum将得到图1-2。
5．应力图：
选取菜单路径MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu，选择NodalSolution|Stress|vonMisesStress将得到如1-3。
附命令代码
/BATCH
/COM,ANSYSRELEASE10.0UP2005071821:
59:
1412/13/2011
/input,menust,tmp,'',,,,,,,,,,,,,,,,1
/GRA,POWER
/GST,ON
/PLO,INFO,3
/GRO,CURL,ON
/CPLANE,1
/REPLOT,RESIZE
WPSTYLE,,,,,,,,0
/CWD,'C:
\DocumentsandSettings\蓝诺\桌面\新建文件夹\新建文件夹\三维托架'
/REPLOT,RESIZE
/FILNAME,bracke,0
/TITLE,pressanalysisofbracketstructure
/PREP7
!
*
ET,1,SOLID92
!
*
!
*
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,2.9E7
MPDATA,PRXY,1,,0.3
SAVE
BLOCK,-1,1,-1.5,1.5,0,1/8,
BLOCK,-1,1,1.5,1.625,0,3,
FLST,2,2,6,ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2,-2
VADD,P51X
/VIEW,1,1,1,1
/ANG,1
/REP,FAST
LSTR,5,13
/REPLOT,RESIZE
/DIST,1,0.924021086472,1
/REP,FAST
/DIST,1,0.924021086472,1
/REP,FAST
/DIST,1,0.924021086472,1
/REP,FAST
/DIST,1,0.924021086472,1
/REP,FAST
/DIST,1,0.924021086472,1
/REP,FAST
/DIST,1,0.924021086472,1
/REP,FAST
/DIST,1,0.924021086472,1
/REP,FAST
/DIST,1,0.924021086472,1
/REP,FAST
/FOC,1,,0.3,,1
/REP,FAST
/DIST,1,1.08222638492,1
/REP,FAST
/DIST,1,1.08222638492,1
/REP,FAST
LPLOT
FLST,2,6,4
FITEM,2,1
FITEM,2,9
FITEM,2,13
FITEM,2,20
FITEM,2,24
FITEM,2,25
AL,P51X
/REPLOT,RESIZE
/ANG,1,30,XS,1
/REP,FAST
APLOT
/ANG,1,-30,XS,1
/REP,FAST
/ANG,1,30,XS,1
/REP,FAST
/ANG,1,30,XS,1
/REP,FAST
/ANG,1,30,XS,1
/REP,FAST
/ANG,1,30,XS,1
/REP,FAST
!
*
VOFFST,4,-1/8,,
FLST,2,2,6,ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2,3
VADD,P51X
CYL4,0,-0.5,0.25
CYL4,0,0.5,0.25
!
*
VOFFST,1,1/8,,
!
*
VOFFST,2,1/8,,
FLST,3,2,6,ORDE,2
FITEM,3,1
FITEM,3,3
VSBV,2,P51X
/VIEW,1,1,1,1
/ANG,1
/REP,FAST
MSHAPE,1,3D
MSHKEY,0
!
*
CM,_Y,VOLU
VSEL,,,,4
CM,_Y1,VOLU
CHKMSH,'VOLU'
CMSEL,S,_Y
!
*
VMESH,_Y1
!
*
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
CMDELE,_Y2
!
*
/ANG,1,30,XS,1
/REP,FAST
/ANG,1,-30,XS,1
/
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