有限元分析及应用ansys机械阀体结构分析实例.docx
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有限元分析及应用ansys机械阀体结构分析实例
有限元分析及应用ansys机械阀体结构分析实例
有限元分析与应用
大作业
学院:
机械工程学院
专业:
机械工程
学生:
XXX
学号:
XXXXXXXXXX
指导教师:
XXX
完成日期:
X年X月X日
（说明:
为防止个人信息泄漏，给本人带来不必要影响，部分图片无法显示或经过剪辑，但对参阅者影响不大）
有限元分析及应用
2.动力学作业.............................................................152.1问题描述........................................................152.2基于ANSYS的有限元分析过程......................................152.3进入ANSYS，导入几何模型.........................................162.4选择单元类型....................................................18
2.5设置材料属性....................................................192.6网格划分.......................................................202.7施加约束........................................................222.8模态分析..........................................................24
2.9求解..............................................................252.10查看结果.......................................................262.11查看各阶固有频率形变结果........................................26
2.12结果分析........................................................30
I
有限元分析与应用大作业
2.动力学作业:
2.1问题描述
如图所示，为某机械阀体结构，材料参数为:
弹性模量E=2E11Pa，泊松比u=0.28，密度。
几何参数文件为:
fati.x_t。
将下部4个螺栓孔进行全约束。
利用实体单元进行模态分析计算;计算其前6固有频率和振型，分析其振动特性。
2.2基于ANSYS的有限元分析过程
定义工作文件名和工作标题，进入ANSYS。
（如图2.1）
（1）.打开MechanicalAPDLProductLauncher15.0
（2）.选择模拟环境:
SimulationEnvironment:
ANSYS（3）.更改工作目录:
FileManagement?
WorkingDirectory:
C:
\Users\Administrator\Desktop\123
（4）.更改作业名:
FileManagement?
jobname:
123
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有限元分析及应用
（5）（点击Run，进入ANSYS。
图2.1定义工作文件名和工作标题
2.3进入ANSYS，导入几何模型
UtilityMenu>File>Import>PARA,如图2.2进行操作，点击OK，得到图2.3所示图形。
显示实体:
UtilityMenu>PlotCtrls>Style>Solid
ModelFacets,得图2.4。
点击OK，UtilityMenu>Plot>Replot，点击Replot得实体图2.5。
图2.2导入模型
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有限元分析及应用
图2.3模型线框显示
图2.4模型显示设置
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有限元分析及应用
图2.5模型实体显示
2.4选择单元类型
MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete>Add>Structural-Solid>Brick8node185，点击OK，Close。
如图2.6所示。
图2.6单元类型
2.5设置材料属性
Preprocessor>MaterialProps>Material
Models>Structural>Linear>Elastic>Isotropic设置材料参数:
弹性模量E=2E11Pa，泊松比u=0.28。
如图2.7所示
Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Structural>Density设
3置材料密度。
如图2.8所示。
Toolbar:
SAVE_DB,,7800kg/m
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有限元分析及应用
图2.7材料属性设置1
图2.8料属性设置22.6网格划分
Preprocessor>Meshing>Meshtool，如图2.9所示。
（1）.将智能网格划分器（SmartSizing）设定为“on”
（2）.将滑动码设置为“8”
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有限元分析及应用
（3）.确认MeshTool的各项为:
Volumes,Tet,Free
（4）.MESH
（5）.PickAll
（6）.关闭MeshTool
UtilityMenu:
PlotCtrls->Style->SizeandShape
（7）.选择2facets/elementedge，点击OK。
如图2.10所示。
Toolbar:
SAVE_DB
图2.9网格划分1
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有限元分析及应用
图2.10网格划分2
2.7施加约束
将下部4个螺栓孔进行全约。
MainMenu:
Solution->Loads-Apply->Structural-Displacement
->SymmetryB.C.-OnAreas+如图2.11所示。
（1）.绘出Areas（UtilityMenu:
Plot->Areas）
（2）.拾取四个安装孔的8个柱面，如图2.12所示。
（3）.点击OK。
如图2.13所示。
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有限元分析及应用
图2.11施加约束1
图2.12施加约束2
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有限元分析及应用
图2.13施加约束3
2.8模态分析
MainMenu:
Solution>AnalysisType>NewAnalysis>Modal，点击OK。
如图2.14所示。
选择固有频率为6。
Solution>AnalysisType>AnalysisOptions，操作如图2.15所示，点击OK，弹出BockLnczosMthod对话框，单击OK.
图2.14模态分析1
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有限元分析及应用
图2.15模态分析12.9求解
MainMenu:
Solution>Solve>CurrentLS，点击弹出对话框的OK命令
进行求解。
如图2.16所示。
图2.16求解过程2.10查看结果
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有限元分析及应用
MainMenu:
GeneralPostproc>ResultsSummary固有频率，如图2.17所示。
图2.17固有频率列表
2.11查看各阶固有频率形变结果
选择MainMenu:
GeneralPostproc>ReadResults>ByPick,点击第一行Set1,点击Read,Close.如图2.18所示。
GeneralPostproc>PlotResult>ContourPlot>NodalSolu.>DOFsolution>DisplacementVector
Sum。
重复以上操作，得到从第一阶到第六阶的模态振型图。
如图2.19-2.24所示。
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有限元分析及应用
图2.18选择第1阶频率
图2.19第一阶的模态振型图
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有限元分析及应用
图2.20第二阶的模态振型图
图2.21第三阶的模态振型图
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有限元分析及应用
图2.22第四阶的模态振型图
图2.23第五阶的模态振型图
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有限元分析及应用
图2.24第六阶的模态振型图
2.12结果分析
此结构的最低频率为0.85387E-03Hz，小于平常使用的工况所产生的频率，最高频率为18028Hz，大于平常使用的工况所产生的频率，所以，此结构在中间可能产生共振现象。
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