空调支架ansys分析报告.docx

空调支架ansys分析报告.docx

《空调支架ansys分析报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空调支架ansys分析报告.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

空调支架ansys分析报告

Ansys应用大作业

空调支架ansys分析

专业：

机械电子工程

学号：

某某：

空调支架ansys分析

在日常生活中，我们到处可以看到空调，由于场地的限制，空调经常要依靠支架悬挂在墙体外外表，由于空调质量大，而且经常外挂于高处，如果因为支架不够结实而造成空调下落，有可能造成伤亡事故，所以我想拿空调的支架来进展ansys分析，分析它的受力变形状况。

（一）模型的简化

图1图2

如图1为常见的空调支架实体，图2为我们简化后的模型。

〔二〕ansys模型的建立

设置单元类型为solidbrick8node185如图3

图3

45号钢的弹性模量为210GPa，泊松比为0.3，如图4我们设置材料的属性

图4

先用关键点1〔0，0，0〕2〔0，0.155，0〕3〔-0.540，0.155，0〕4〔-0.540，0.11，0〕生成面，再扩展成厚度为0.005的体，接着用生成块命令生成3个块，4个体再进展相加，如图5所示

图5

〔三〕进展网格划分与静态分析

根据支架的尺寸，我们设置网格单元大小为0.005，如图6所示，然后进展网格划分，结果如图7所示

图6

图7

我们假设螺钉足够结实，能把支架牢牢地固定在墙面上，所以我们对支架靠近墙面的面加上各个方向的约束，如图8所示

图8

由于空调由两个支架支撑，而且下底面压在图1所示的340mm区域内，所以我先把空调的重力转化为在图中所示的340mm所在的面积的压强

如图9进展加压强载荷

图9

进展求解，然后我们查看结果，查看位移图10，我们可以看出最大的位移在支架的末端，为0.569e-0.4，可见位移很小，在生活中我们根本忽略不计。

图10

然后查看Vonmisesstress图，如图11，我们可以看出应力根本上集中在斜内板的下局部，我们查看标准，GB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，伸长率为16％，断面收缩率为40％，冲击功为39J。

我们从图中看出最大内应力为3.4GPa，可以看出余量还很大。

图11

考虑到在日常生活中我们可能会碰到要站在空调上面的情况，如火灾时从窗户逃生时，站在空调上，那这样的情况下，支架能够承受住吗？

于是我们对这样的情况进展分析。

我们假设人的重量为70kg，如此此时

，我们先删掉之前的载荷，然后如图12加上新的压强，进展求解后，我们查看位移图，和Vonmisesstress图，可以看出此时的最大位移还是比拟小的，内应力也是满足要求的，所以人是可以站在空调外机上而不使支架破坏。

图12

〔四〕模态分析

模态分析就是要求特征值和特征向量，特征值就是要知道结构振动的一些根本振型对应的频率，在实际中，有时为在实际中，有时为了避开这这些根本频率，防止共振，有时要加强振动，看实际需要，根本自然频率可以给我们一个准如此，可知道我们的结构变形是算快还是算慢，根本自然频率也可以代表结构整体的刚度：

频率低表示结构的刚度很低〔结构很柔软〕，相反的频率高表示结构的刚度很高〔结构很坚硬〕。

结构的软硬程度视需求而有不同的设计，譬如刚性的高楼设计虽然比拟不会摇动的太厉害，但是却不容易吸收地震能量；相反的柔性的高楼设计虽然会摇动比拟大，但是往往可以吸收很大的地震能量。

振型有何实用上的价值呢？

从振态的形状我们可以知道在某个自然共振频率下，结构的变形趋势。

假如要加强结构的刚性，你可以从这些较弱的局部来加强。

比如说一个高楼的设计，如果经过模态分析后会发现，最低频的振态是在整个高楼的扭转方向，那表示这个方向的刚度是首先需加强的局部。

对于有空调的支架我们也是有必要进展模态分析的，在东部沿海地带，经常刮台风，会引起空调机的振动，产生的振动可能会引起支架的共振，所以我们有必要进展模态分析。

我们先设定新的分析方式为模态分析，然后选择模态扩展的方式为blocklanzcos

扩展的阶数为10，频率从0~9999999如图13

图13

然后进展求解，我们得出前10阶的频率如图14

图14

接着我们查看前两阶的形变图和vonmisesstress图

1阶位移图

1阶位移求和图

1阶vonmisesstress图

2阶位移图

2阶位移求和图

2阶vonmisesstress图

然后我用动画演示1阶和2阶的位移结果，可以看出1阶的时候，支架是来回在进展晃动，而2阶的时候更是带有翻转。

1阶动画演示

2阶动画演示

在上面的模态分析中，我们可以看出1阶时最大位移为1.318，2阶时最大位移为1.607，位移都远远超过静态的时候的位移。

内应力也是非常大。

2阶的时候支架甚至发生了整体变形。

从上面的分析中，我们可以看出在台风的时候，如果风引发空调机的振动的频率和支架的固有频率一样时，支架的形变迅速加大，支架很可能发生屈服而破坏，空调机很可能从高处坠落，所以在台风降临的时候我们应该注意悬挂空调处，注意是否有高空坠物。

〔五〕模型的简化

在静态分析中，我们看出支架的内应力大的地方一般集中在肋板的下边缘，而且应力有很大的余度。

所以我们考虑是不是可以去掉板中间的一局部，节约材料和本钱。

我们在板的中间挖掉如下列图的体块，剩下的边缘宽度为10mm

进展静态分析，得出位移图和应力图

位移图

位移求和图

Vonmisesstress图

可以看出最大位移还是比拟小的，最大内应力为54MPa，还是符合要求的，但是我们可以看出中间的歪曲程度有些大，为了安全，我们可以在中间处加一个支柱，如图15

图15

得出位移图和应力图，如下

位移图

可以看到中间加上一个支柱对于减少位移和内应力有很大的效果。

在生活中我们也可以看到有些空调支架如图16所示，其原理就是和我们分析的结果相类似，一个支柱支撑空调受力于支架处的中部，可以大大减少支架的位移和内应力

图16

接着对上面的支架进展模态分析。

得出其前10阶固有频率，可以看出总体上各阶的频率都下降了，支架的刚度下降，台风造成的振动更可能引起共振，从而使支架破坏

第1阶位移求和图

第1阶vonmisesstress图

第10阶位移求和图

第10阶vonmisesstress图

当然我们上面的分析是基于支架能够紧贴墙面不动，在生活中，厂家通过加长与墙的接触板长度来增加连接的螺栓的数目，以此来确保有足够的强度使支架贴牢墙面。

如如下图所示。

〔六〕心得

在本次大作业中我从寻找研究课题，到建立模型进展研究和得出结果，虽然化了我挺长的时间，但是我收获颇丰。

重新把在课上学到的东西又用了一遍，巩固深化理解这个软件。

掌握好ansys这个软件，对于我以后的学业工作研究是很有帮助的，因为学习生活工作中我们无时不刻地接触到各种模型，有时候我们要对结构的受力进展分析，要优化结构，而ansys就能更好地帮助我们研究这个模型。

注：

一些模型数据来自于XX文库