带法兰油缸的有限元解析.docx
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带法兰油缸的有限元解析
题目：
带法兰油缸的有限元分析
姓名：
贺子龙
学号：
S2*******
班级：
机械1510班
带法兰油缸的有限元分析
一、计算分析模型
1-1（a）几何模型，
1-1（b）几何尺寸及外载荷
二：
ANSYS过程
基于图形界面（GUI）的交互式操作（stepbystep）
1建立模型
（1）进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）
JobName（设置工作文件名）:
cylinder
（2）设置计算类型
ANSYSMainMenu:
Preferences…→Structural→OK
（3）选择单元类型
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete…→Add…→Solid:
Brick8node45→ok→Close
1-2单元类型
（4）定义材料参数
ANSYSMainMenu:
Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic:
EX:
2.1e5（弹性模量）→PRXY：
0.3（泊松比）→OK→鼠标点击该窗口右上角的来关闭该窗口
1-3材料参数
（5）生成模型截平面
选取的10个特征点和对称轴上的2点如下
1（300，0，0）2（480，0，0）3（480，100，0）4（400，100，0）5（400，700，0）6（480，700，0）7（480，800，0）8（300，800，0）9（300，650，0）10（300，150，0）11（0，0，0）12（0，800，0）
建立的油缸结构的1/4模型如图所示：
1-4模型截平面
2网格划分
具体步骤如下：
（1）Preprocessor
Meshing
MeshTool
SizeControl:
Set
SIZE（按长度尺寸分段）:
50
OK（返回到MeshTool窗口）
点击Mesh按钮
PickAll
Close
网格划分图如图所示：
1-5网格划分图
3用旋转法生成筒体模型
具体操作如下：
Preprocessor
Modeling
Operate
Extrude
ElemExtOpts
TYPE:
2SOLID45
ElementsizingoptionsforextrusionVAL1:
1
OK（返回Extrude窗口）
Aresa
AboutAxis
鼠标点击一下生成的截面
OK
用鼠标点击对称轴的第11点和第12点
OK
ARC:
90（旋转90度）;NSEG:
5（分为5段）
OK
如下图所示
1-6筒体模型
4模型加位移约束
通过操作对两截面分别加X,Z方向的约束，对底面加Y方向的约束，操作完成后生成如图所示：
1-7位移约束
5对模型施加外载荷并求解
分别对油缸内侧中部的3个面施加VALUE为200的载荷，对油缸外侧中部3个面施加VALUE为100的载荷，操作完成后达到载荷图如图所示：
1-8施加外载荷
6查看分析结果
（1）查看等效应力
首先显示等效应力等值线图，具体操作如下：
GeneralPostproc
PlotResults
ContourPlot
NodalSolu...
Stress,VonMises,Def+Undeformed
OK。
完成上述操作即可得出下图：
1-9等效应力
从图中可以看出，最大等效应力为381.189MPa，出现在油缸中部左右。
（2）查看变形后图形
变形后图形操作步骤如下：
GeneralPostproc
PlotResults
DeformedShape
OK。
此时在图形窗口中显示出变形前后图形，如图所示，从图中可知，最大位移DMX=0.514703m。
1-10变形后图形
7结论
对带法兰式油缸结构受静力时的应力有限元分析，不仅基本符合人工计算得到的数据，而且在精度方面有一定优势。
计算速度快，数据全面，可以有效的缩短设计周期。
不失为一种现代的设计分析方法。
谢谢！
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