桁架结构的有限元分析.docx
《桁架结构的有限元分析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《桁架结构的有限元分析.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![桁架结构的有限元分析.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2023-1/9/ef0763ba-8ede-4031-a6c3-c49469755654/ef0763ba-8ede-4031-a6c3-c494697556541.gif)
桁架结构的有限元分析
联轴器结构的分析
一、问题描述
图1所示为一联轴器,其截面尺寸如下图所示。
。
试建立该联轴器的三维实体模型,并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=2.06e11;泊松比
;
材料密度
;重力加速度
;
要求解在一定的工作平面上施加一定的面载荷后,该联轴器的应力应变及变形情况。
四、实训步骤
(一)在三维软件下建立实体模型
本实例采用solidworks软件进行实体建模,以上述尺寸为标准建立模型。
建模完成后效果如图2所示。
建立完成后保存为xt格式,以便后序ansys分析。
图2solidworks模型
(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3),选中该对话框中的“Solid”和“10node45”选项,点击“OK”,关闭图2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:
Tet10Node92,如图3所示。
点击“Close”,关闭图3所示对话框。
2.定义材料特性。
点击主菜单中的“Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels”,弹出窗口如图4所示,逐级双击右框中“Structural\Linear\Elastic\Isotropic”前图标,弹出下一级对话框,在“弹性模量”(EX)文本框中输入:
2.06e11,在“泊松比”(PRXY)文本框中输入:
0.3,如图5所示,
图5材料的弹性模量和泊松比
点击“OK”按钮,回到上一级对话框,然后,双击右框中的“Density”选项,在弹出对话框的“DENS”一栏中输入材料密度:
7800,点击“OK”按钮关闭对话框。
最后,点击图4所示窗口右上角“关闭”该窗口。
(三)联轴器三维实体模型导入ansys
1.启动ansys12.0,选择file-import弹出如图6所示菜单。
在该对话框中选择在solidworks中建立好并保存好的零件3,点击ok。
零件就被导入到ansys中了,如图6所示。
2.导入后为图6所示的线框图,要想变为实体图,还要进行如下操作:
utilitymenu-plotctrls-style-solidmodelfacts如图8所示。
在通过utilitymenu-plot-replot重新现实视图。
如图9
图8选择实体视图
图9实体模型
(四)网络划分
1.设定单元大小。
点击主菜单中的“Preprocessor>Meshing>MeshTool”,弹出对话框如图10所示。
在line域一栏点击Set按钮,选择定义单元划分的线。
选择大圆轴孔圆周线。
单击ok。
2.Ansys会提示划分线控制的信息,在No.ofelementdivision文本框中输入10,
10划分控制线网
单击ok
3.在对话框中,选择Mesh域中的olums,单击pickall。
划分完成后如图11
图11划分网格图
(五)施加载荷
1.施加位移约束。
点击主菜单的“Preprecessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structuaral>Displacemengt>Onlines”,弹出面选择对话框,点击该联轴器下端面的所有边线。
弹出对话框如图示,选择右上列表框中的“AllDOF”,并点击“OK”按钮,即可完成对左端面的位移约束,相当于梁的固定端。
同理,对联轴器的右端面进行固定端约束。
2.施加分布力(Fy)载荷。
(1)加载荷。
点击主菜单中的“Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>pressure>Onareas”。
(2)选择小轴孔内圆周面和小轴孔的圆台,单击ok,如图12。
(3)然后打开applypresonareas对话框,在loadpresvaluer文本框输入1e6单击ok,如图13。
(4)用同样的方法在大轴孔台上和键槽的一侧加分别大小1e7和1e5压力载荷。
(六)求解
点击主菜单中的“Solution>Solve>CurrentLS”,在弹出对话框中点击“OK”按钮,开始进行分析求解。
分析完成后,又弹出一信息窗口提示用户已完成求解,点击“Close”按钮关闭对话框即可。
如图13所示。
生的STATUSmand窗口,点击“File>Close”关闭即可。
(七)分析结果浏览
1.查看变形
(1)从主菜单mainmenu:
generalpostproc-plotresult-contourplot-nodalsolu命令,打开contournodalsolutiondata对话框,如图14。
图14等值线现实节点数据对话框
(2)在itemtobecontoured域中选择dofsolution选项。
(3)在X-ponentofdispacement选项
(4)选择Deformedshapewithundeformededge单选按钮。
(5)单击ok在图形窗口中显示出变形图,包含变形前的轮廓线,如图15。
图15x方向位移
(6)用同样的方法查看y方向的位移,如图16.
图16y方向位移
(7)用同样的方法查看z方向的位移,如图17.
图17z方向位移
2查看应力
(1)从主菜单mainmenu:
generalpostproc-plotresult-contourplot-nodalsolu命令,打开contournodalsolutiondata对话框,如图14。
(2)在itemtobecontoured域中选择stress选项。
(3)在列表中选择X-ponentofstress选项。
(4)选择Deformedshapeonly单选按钮。
(5)单击ok在图形窗口中显示出应力图,如图18
图18X方向应力
(6)同样的方法查看y,z的应力,如图19,20.
图19Y方向应力
图20z方向应力