Ansys 零件分析实例1.docx
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Ansys零件分析实例1
一ANSYS轴承座实体建模实例1
二复杂形状实体的创建实例—螺栓6
三二维静力分析实例15
四三维托架实体受力分析26
五谐响应分析实例33
六瞬态分析实例36
七高速旋转轮盘模态分析42
八优化分析实例55
九非线性分析实例58
一ANSYS轴承座实体建模实例
例：
实体建模、网格划分、加载、求解及后处理
练习目的：
创建实体的方法，工作平面的平移及旋转，布尔运算（相减、粘接、搭接，模型体素的合并，基本网格划分。
基本加载、求解及后处理。
问题描述：
轴承系统（分解图）
具体步骤：
首先进入前处理（/PREP7）
1.创建基座模型
生成长方体
MainMenu：
Preprocessor>Create>Block>ByDimensions
输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3
平移并旋转工作平面
UtilityMenu>WorkPlane>OffsetWPbyIncrements
X,Y,ZOffsets输入2.25,1.25,0.75点击Apply
XY，YZ，ZXAngles输入0，－90，0点击OK。
创建圆柱体
MainMenu：
Preprocessor>Create>Cylinder>SolidCylinder
Radius输入0.75/2,Depth输入－1.5,点击OK
拷贝生成另一个圆柱体
MainMenu：
Preprocessor>Copy>Volume拾取圆柱体,点击Apply,DZ输入1.5然后点击OK
从长方体中减去两个圆柱体
MainMenu：
Preprocessor>Operate>SubtractVolumes首先拾取被减的长方体，点击Apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击OK。
使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致
UtilityMenu>WorkPlane>AlignWPwith>GlobalCartesian
2.创建支撑部分
UtilityMenu:
WorkPlane->DisplayWorkingPlane（toggleon）
MainMenu:
Preprocessor->-Modeling-Create->-Volumes-Block->By2corners&Z
在创建实体块的参数表中输入下列数值:
WPX=0
WPY=1
Width=1.5
Height=1.75
Depth=0.75
OK
Toolbar:
SAVE_DB
3.偏移工作平面到轴瓦支架的前表面
UtilityMenu:
WorkPlane->OffsetWPto->Keypoints+
1.在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点
2.OK
Toolbar:
SAVE_DB
4．创建轴瓦支架的上部
MainMenu:
Preprocessor->Modeling-Create->Volumes-Cylinder->PartialCylinder+
1）.在创建圆柱的参数表中输入下列参数:
WPX=0
WPY=0
Rad-1=0
Theta-1=0
Rad-2=1.5
Theta-2=90
Depth=-0.75
5.在轴承孔的位置创建圆柱体为布尔操作生成轴孔做准备
MainMenu:
Preprocessor->Modeling-Create->Volume-Cylinder->SolidCylinder+
1.）输入下列参数:
WPX=0
WPY=0
Radius=1
Depth=-0.1875
2.）拾取Apply
3.）输入下列参数:
WPX=0
WPY=0
Radius=0.85
Depth=-2
4.）拾取OK
6．从轴瓦支架“减”去圆柱体形成轴孔.
MainMenu:
Preprocessor->Modeling-Operate->Subtract->Volumes+
1.拾取构成轴瓦支架的两个体，作为布尔“减”操作的母体。
单击Apply
2.拾取大圆柱作为“减”去的对象。
单击Apply
3.拾取步1中的两个体，单击Apply
4.拾取小圆柱体，单击OK
Toolbar:
SAVE_DB
合并重合的关键点：
–MainMenu>Preprocessor>NumberingCtrls>MergeItems•
将Label设置为“Keypoints”,单击[OK]
7.创建一个关键点
在底座的上部前面边缘线的中点建立一个关键点:
–MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Create>Keypoints>KPbetweenKPs+
•拾取如图的两个关键点,单击[OK]
•RATI=0.5,单击[OK]
8.创建一个三角面并形成三棱柱
–MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Areas-Arbitrary>ThroughKPs+
1.拾取轴承孔座与整个基座的交点。
2.拾取轴承孔上下两个体的交点
3.拾取基座上上步建立的关键点，单击OK完成了三角形侧面的建模。
4．沿面的法向拖拉三角面形成一个三棱柱。
–MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Operate>Extrude>-Areas-AlongNormal+
•拾取三角面,单击[OK]
5.输入DIST=-0.15，厚度的方向是向轴承孔中心,单击[OK]
9.关闭workingplanedisplay.
UtilityMenu:
WorkPlane->DisplayWorkingPlane（toggleoff）
10．沿坐标平面镜射生成整个模型.
MainMenu:
Preprocessor->Modeling-Reflect->Volumes+
1.拾取All
2.拾取“Y-Zplane，单击OK
二复杂形状实体的创建实例—螺栓
[本例提示]在使用ANSYS软件进行结构分析时，建立实体模型是最复杂最难以掌握的一个过程。
因此，有必要熟练掌握实体模型的创建。
本例使用ANSYS软件提供的各种建模工具，对复杂形状实体的创建进行了练习。
查螺纹标准，M16的螺距P=2mm。
创建步骤
1激活圆柱坐标系
拾取菜单UtilityMenu→WorkPlane→ChangeActiveCSto→GlobalCylindrical。
2创建关键点
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS。
弹出图的对话框，在“NPT”文本框中输入1，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.008,0,-0.002，单击“Apply”按钮；在“NPT”文本框中输入2，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.008,90,-0.0015，单击“Apply”按钮；在“NPT”文本框中输入3，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.008,180,-0.001，单击“Apply”按钮；在“NPT”文本框中输入4，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.008,270,-0.0005，单击“Apply”按钮；在“NPT”文本框中输入5，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.008,0,0，单击“Ok”按钮。
3改变视点
拾取菜单UtilityMenu→PlotCtrls→PanZoomRotate。
在弹出的的对话框中，单击“Iso”按钮。
或者，单击图形窗口右侧显示控制工具条上的
按钮。
4创建螺旋线
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→InActiveCoord。
弹出拾取窗口，分别在关键点1和2、2和3、3和4、4和5之间创建螺旋线，单击“Ok”按钮。
5复制螺旋线
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Copy→Lines。
弹出拾取窗口，拾取其“PickAll”按钮，弹出对话框，在“ITIME”文本框中输入7，在“DZ”文本框中输入0.002，单击“Ok”按钮。
第4步创建了一个螺距的螺旋线，通过复制，又得到6个螺距长度为12mm的螺旋线。
6合并关键点
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→NumberingCtrls→MergeItems。
在弹出的对话框中，选择“Label”为“Keypoints”，单击“Ok”按钮。
对线作布尔加运算时，相邻线必须有公共关键点。
合并关键点，为布尔加运算作准备。
7作布尔加运算
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Add→Lines。
弹出拾取对话框，拾取其“PickAll”按钮。
单击“AddLines”对话框的“Ok”按钮。
对所有螺旋线求和，得到一条新的螺旋线。
8创建关键点
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS。
弹出图3-2所示的对话框，在“NPT”文本框中输入80，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.008+0.0015/4,90,0.012+0.002/4，单击“Apply”按钮；在“NPT”文本框中输入81，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.008+2*0.0015/4,180,0.012+2*0.002/4，单击“Apply”按钮；在“NPT”文本框中输入82，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.008+3*0.0015/4,270,0.012+3*0.002/4，单击“Apply”按钮；在“NPT”文本框中输入83，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.008+4*0.0015/4,0,0.012+4*0.002/4，单击“Ok”按钮。
9创建螺纹收尾曲线
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→InActiveCoord。
弹出拾取窗口，分别在关键点35和80、80和81、81和82、82和83之间创建螺纹收尾曲线，单击“Ok”按钮。
10激活直角坐标系
拾取菜单UtilityMenu→WorkPlane→ChangeActiveCSto→GlobalCartesian。
11创建关键点
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS。
弹出图3-2所示的对话框，在“NPT”文本框中输入90，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.008,0,-0.00025，单击“Apply”；在“NPT”文本框中输入91，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.006918,0,-0.002，单击“Apply”；在“NPT”文本框中输入92，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.006918,0,0，单击“Ok”。
12显示关键点、线号
拾取菜单UtilityMenu→PlotCtrls→Numbering。
将关键点号和线号打开，单击“Ok”按钮。
13显示点和线
拾取菜单UtilityMenu→Plot→Multi-Plots。
14创建直线
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→StraightLine。
弹出拾取窗口，分别在关键点1和90、91和92之间创建直线，单击“Ok”按钮。
15创建直线
分别过关键点1、90作直线，所作直线与直线7夹角为60°。
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→Atangletoline。
弹出拾取窗口，拾取直线7，单击“Ok”按钮；再次弹出拾取窗口，拾取关键点90，单击“Ok”按钮；弹出的图3-6所示的对话框，在“LANG”文本框中输入60，单击“Ok”按钮。
于是过关键点90作出了一条与直线3夹角为60°的直线，用同样的方法过关键点1作与直线7夹角为120°的直线。
（注意：
如果在图形窗口中不能分辨出所需要的关键点，可以用“PanZoomRotate”对话框进行视图放大、缩小。
）
16创建面
创建由直线6、9、10、11所围成的等腰梯形面。
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→ByLines。
弹出拾取窗口，拾取直线6、9、10、11，单击“Ok”按钮。
17由面挤出体
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Operate→Extrude→Areas→AlongLines。
弹出拾取窗口，拾取等腰梯形面，单击“Ok”按钮；再次弹出拾取窗口，依次拾取螺旋线、螺纹收尾曲线，单击“Ok”按钮。
于是，得到了一组与螺纹沟槽相对应的体。
（挤出时，需花费较长的运算时间）
18打开面、体号，关闭关键点、线号
拾取菜单UtilityMenu→PlotCtrls→Numbering。
将关键点号和线号关闭，将面、体号打开。
使图形窗口整洁。
19创建圆柱体
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→Cylinder→ByDimension。
弹出图的对话框中，在“RAD1”文本框中输入0.0079，在“Z2”文本框中输入0.04，单击“Ok”按钮。
20作布尔减运算
形成螺纹沟槽。
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Subtract→Volumes。
弹出拾取对话框，拾取圆柱体，单击“Ok”按钮；再次弹出拾取对话框，拾取螺纹沟槽相对应的体，单击“Ok”按钮。
（减运算时，可能花费较长的运算时间）
21重画图形
拾取菜单UtilityMenu→Plot→Replot。
22创建关键点
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS。
弹出图3-2所示的对话框，在“NPT”文本框中输入93，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.0065,0,0，单击“Apply”；在“NPT”文本框中输入94，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0.0095,0,0.003，单击“Apply”；在“NPT”文本框中输入95，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0,0,0，单击“Apply”；在“NPT”文本框中输入96，在“X,Y,Z”文本框中分别输入0,0,0.03，单击“Ok”。
23创建直线
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→StraightLine。
弹出拾取窗口，在关键点93和94之间创建直线，单击“Ok”按钮。
24由线挤出面
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Operate→Extrude→Lines→AboutAxis。
弹出拾取窗口，拾取在关键点93和94之间创建的直线，单击“Ok”按钮；再次弹出拾取对话框，拾取关键点95和96，单击“Ok”按钮；弹出“SweepLinesAboutAxis”对话框，单击“Ok”按钮。
25用面划分体
在螺纹端部形成倒角。
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Divide→VolumebyArea。
弹出拾取窗口，拾取带螺纹的圆柱体，单击“Ok”按钮；再次弹出拾取对话框，拾取由线挤出形成的四个面，单击“Ok”按钮。
26删除体
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Delete→VolumesandBelow。
弹出拾取对话框，拾取倒角被切去的体，单击“Ok”按钮。
27创建棱柱体
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→Prism→ByCircumscrRad。
弹出对话框，在“Z1,Z2”文本框中分别输入0.04,0.05，在“NSIDES”文本框中输入6，在“MAJRAD”文本框中输入0.0131，单击“Ok”按钮。
28创建圆锥体
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→Cone→ByDimension。
弹出的对话框，在“RBOT”文本框中输入0.03477，在“RTOP”文本框中分别输入0.00549，在“Z1,Z2”文本框中分别输入0.03,0.055，单击“Ok”。
29对棱锥体和圆锥体进行交运算，形成倒角
拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Intersect→Common→Volumes。
弹出拾取窗口，拾取棱柱体和圆锥体，单击“Ok”按钮。
三二维静力分析实例
1.问题描述：
这是一个关于角支架的单载荷步的结构静力分析。
如图所示，左上角的销孔由于焊接而被固定死。
右下角的销孔上作用一分布力。
本问题的目标是熟悉ANSYS分析的基本过程。
使用的是美国的单位体系。
材料的杨氏模量为30E6psi，泊松比0.27。
2.几何建模：
第一步：
定义矩形
1.MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>ByDimensions
2.Enterthefollowing:
X1=0,X2=6,Y1=-1,Y2=1
3.Applytocreatethefirstrectangle.
4.Enterthefollowing:
X1=4,X2=6,Y1=-1,Y2=-3
5.OKtocreatethesecondrectangleandclosethedialogbox.
第二步：
更改绘图属性和重绘。
1.UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering
2.Turnonareanumbers.
3.OKtochangecontrols,closethedialogbox,andreplot.
4.Toolbar:
SAVE_DB.
第三步：
更改工作平面为极坐标系并创建第一个圆
1.UtilityMenu>WorkPlane>DisplayWorkingPlane（toggleon）
2.UtilityMenu>WorkPlane>WPSettings
3.ClickonPolar.
4.ClickonGridandTriad.
5.Enter0.1forsnapincrement.
6.OKtodefinesettingsandclosethedialogbox.
7.MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>SolidCircle
8.Pickcenterpointat:
WPX=0，WPY=0
9.Movemousetoradiusof1andclickleftbuttontocreatecircle.
10.OKtoclosepickingmenu.
11.Toolbar:
SAVE_DB.
第四步：
移动工作平面并创建第二个圆
1.UtilityMenu>WorkPlane>OffsetWPto>Keypoints
2.Pickkeypointatlowerleftcornerofrectangle.
3.Pickkeypointatlowerrightofrectangle.
4.OKtoclosepickingmenu.
5.MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>SolidCircle
6.Pickcenterpointat:
WPX=0，WPY=0
7.Movemousetoradiusof1andclickleftbuttontocreatecircle.
8.OKtoclosepickingmenu.
9.Toolbar:
SAVE_DB.
第五步：
增加面
1.MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Areas
2.PickAllforallareastobeadded.
3.Toolbar:
SAVE_DB.
第六步：
创建线倒角
1.UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering
2.Turnonlinenumbering.
3.OKtochangecontrols,closethedialogbox,andautomaticallyreplot.
4.UtilityMenu>WorkPlane>DisplayWorkingPlane（toggleoff）
5.MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>LineFillet
6.Picklines17and8.
7.OKtofinishpickinglines（inpickingmenu）.
8.Enter0.4astheradius.
9.OKtocreatelinefilletandclosethedialogbox.
10.UtilityMenu>Plot>Lines
第七步：
创建倒角面
1.UtilityMenu>PlotCtrls>Pan,Zoom,Rotate
2.ClickonZoombutton.
3.Movemousetofilletregion,clickleftbutton,movemouseoutandclickagain.
升级会员 