有限元分析报告和ansys实例报告材料.docx
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有限元分析报告和ansys实例报告材料
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
/REP,FAST
/ANG,1,-30,XS,1
/REP,FAST
FLST,2,8,5,ORDE,7
FITEM,2,4
FITEM,2,7
FITEM,2,-8
FITEM,2,10
FITEM,2,14
FITEM,2,29
FITEM,2,-31
!
*
/GO
DA,P51X,ALL,
/UI,MESH,OFF
/ANG,1,30,XS,1
/REP,FAST
/ANG,1,30,XS,1
/REP,FAST
/ANG,1,30,XS,1
/REP,FAST
FLST,2,2,5,ORDE,2
FITEM,2,18
F