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1、ansysworkbench培训课件八实例操作8例1 螺栓连接件分析如图所示为一螺栓连接的法兰连接件简图，法兰一端及内侧面固定约束。载荷1为螺栓预应力1000N载荷2为螺栓预应力1500N载荷3为螺栓预应力2000N根据实际情况，自己设定接触类型，其中摩擦类型接触对时，摩擦系数为0.1为方便设置，材料均取钢材，求其变形及应力。边界条件螺栓连接件分析1 导入几何模型，进入DS模块2 材料设置选择默认的材料：Structural Steel3 设置接触螺栓与螺母的接触类型为Bonded螺栓杆与法兰的接触类型为Frictional，摩擦系数为0.1螺栓杆与垫片内壁的接触类型为Frictional，摩

2、擦系数为0.1其余接触类型为No Separation4 网格划分5 选择分析类型在“New Analysis”中选择结构静力学分析“Static Structural”；6 施加约束与载荷1）施加固定约束点击“Static Structural”，在“Supports”中选择固定约束“Fixed Support”选择法兰一端及内侧面固定约束；2）施加载荷选择载荷1处螺栓杆表面，添加螺栓预应力“Bolt Pretension”大小为1000N选择载荷2处螺栓杆表面，添加螺栓预应力“Bolt Pretension”大小为1500N选择载荷3处螺栓杆表面，添加螺栓预应力“Bolt Pretensi

3、on”大小为2000N5 设定求解类型1）求解变形点击“solution”，点击“Deformation”选择“Total”，求解变形点击“Stress”，选择“Equivalent (Von-Mises)”，求解等效应力6 单击“Solve”求解7 观察求解结果点击“Total Deformation”查看变形点击“Equivalent Stress”查看应力分布例2卡紧散热片的不锈钢扣件受力分析扣紧件是一个不锈钢的卡子，因为散热片同功率部件之间的接触力同最终的散热有很大关系，因此研究力的大小是很有意义的。1. 导入几何模型，进入DS模块2. 设置材料：选用的不锈钢材料。3. 划分网格使用六

4、面体划分添加了一个Size，大小为0.4mm4. 添加静力分析5. 添加约束将下部两个很窄的面设置为Fixed。6. 添加载荷将扣件接触面设置为位移载荷。位移大小为0.25毫米。7. 设置求解类型在Solution里添加一个Force Reaction（insert-probe-force reaction ）在Force Reaction的设置里，Location Method 设置为 Boundary Condition设置为Displacement只研究Y向设置为Single Time Point8. 进行求解例3芯片组热分析如图为一芯片装配体：黄铜散热片，陶瓷芯片，黄铜终端连接器。陶瓷

5、芯片产热，陶瓷芯片外表面及黄铜散热片一对流方式向环境散热。黄铜散热片的对流系数为250W/m2k，温度为27，陶瓷芯片的对流系数为100W/m2k，温度为27。当芯片产热为25W时20s后产生的温度变化。边界条件1 导入几何模型，进入DS模块2 材料设置散热片和终端连接器选黄铜芯片编辑材料为杨氏模量=1.124e11pa泊松比=0.25密度2.33e-6kg/mm3热膨胀系数1.2e-6比热200J/kg0c热导率=0.1243 设置接触接触类型为Bonded4 网格划分5 选择分析类型在“New Analysis”中选择稳态热分析6 施加约束点击“convection”，选择芯片，设置对流系

6、数为2.5e-4W/mm2，温度为27点击“convection”，选择连接器，设置对流系数为1e-4W/mm2，温度为27点击“heat”，选择“internal heat generation”，设置芯片magnitude为25/14175 设定求解类型1）求解变形点击“temperature”，求解温度场点击“total heat flux”，求解热流6 单击“Solve”求解7 观察求解结果例4 壳分析问题描述:模型由一个表示控制盒的外壳的Parasolid文件组成(见图)。外壳受外压作用(1 Mpa)，即施加1MPa压力载荷作用在外壳cover的17个外表面在沉孔施加约束，壳的底部面

7、，内表面使用无摩擦支撑约束。材料为铝合金。图1-1分析步骤:1.1 进入DS模块，设置单位:从主菜单找到“Units Metric (mm, Kg, MPa, C, s)1.2 材料设置选择“Material”，然后选择“Aluminum Alloy”1.3 网格划分选择“Mesh”，单击右键，选择“Generate Mesh”自由划分网格(也可使用映射分网)1.4 选择分析类型在“New Analysis”中选择结构静力学分析“Static Structural”（如图1-2所示）；图1-21.4 施加约束与载荷1）施加约束选择“Supports”，点击“Frictionless Suppo

8、rt”施加无摩擦支撑约束约束面为4个沉孔表面(如图1-3所示)相同方法为壳的内表面（图1-4），底部面（图1-5）施加无摩擦支撑约束(如图1-4所示) 图1-3 图1-4图1-52）施加载荷点击 “Loads”，选择 “Pressure”施加压力载荷加载面为外壳的17个外表面大小为1 Mpa（如图1-6所示）；图1-6由于出现了非绑定接触的无摩擦支座约束，DS在求解过程中将会打开“Weak Springs”使用开关。若没有完成此项设置，将会导致求解。点击“Analysis Seting”，在明细窗中选项“Weak Springs”的设置从“Program Controlled”切换为“Off”

9、。图1-71.5 设定求解类型1）求解变形点击“solution”，点击“Deformation”选择“Total”,（如图1-8所示）；2）求解等效应变点击“Strain”，选择“Equivalent (Von-Mises)”（如图1-9所示）；3）求解等效应力点击“Stress”，选择“Equivalent (Von-Mises)”（如图1-10所示）；图1-8 图1-9 图1-101.6 求解单击“Solve”求解，如图1-11所示如图1-111.7 观察求解结果点击“Total Deformation”查看变形；点击“Equivalent Strain”查看应变分布；点击“Equiva

10、lent Stress”查看应力分布；例5叶轮泵分析问题描述:一个由5个零部件组成的叶轮泵的装配体。我们主要的目标是对此预带100N皮带轮载荷的装配体进行分析，并加以验证：在加载后，叶轮变形不会超过0.075mm.环轴孔的塑料泵的外壳在使用中不会变形超出其材料的弹性极限.假设：泵外壳材料为Polyethylene；叶轮为Aluminum alloy；其余为Structural Steel泵的外壳被紧紧地固定在泵体的尾端，因此可在固定面上施加“无摩擦支座约束(Frictionless Support)”，来模拟其约束；在相对轴孔的固定孔上施加“无摩擦支座约束(Frictionless Suppo

11、rt)”，用于模拟紧固螺栓的接触；在滑轮上施加螺栓载荷（x=100N), 以模拟由皮带驱动的载荷。螺栓载荷将为分布在与皮带接触的滑轮的表面（Compression Only) 图1-1 图2-2分析步骤:2.1 进入DS模块，设置单位:从主菜单找到“Units Metric (mm, Kg, MPa, C, s)2.2 材料设置泵外壳材料为Polyethylene叶轮为Aluminum alloy其余为Structural Steel2.3 接触设置接触栏中选择前3个接触对，接触类型设置为”No Separation” 图2-3 图2-4相同方法将其余的接触域设置为“Bonded”.2.3 网

12、格划分选择“Mesh”，单击右键，选择“Generate Mesh”自由划分网格2.4 选择分析类型在“New Analysis”中选择结构静力学分析“Static Structural”（如图2-5所示）；图2-52.4 施加约束与载荷1）施加约束选择“Supports”，点击“Frictionless Support”施加无摩擦支撑约束约束面为泵外壳(part 1)上相对应的面图2-6相同方法在如图所示的8个安装孔上的沉孔部分施加”无磨擦约束（Frictionless Support)”图2-72）施加轴承载荷点击 “Loads”，选择 “Bearing Load”施加螺栓载荷加载面为如图

13、所示的滑轮表面在明细表中将“Components”设置为“X = 100 N”（如图2-9所示）； 图2-8 图2-9由于出现了非绑定接触的无摩擦支座约束，DS在求解过程中将会打开“Weak Springs”使用开关。若没有完成此项设置，将会导致求解。点击“Analysis Seting”，在明细窗中选项“Weak Springs”的设置从“Program Controlled”切换为“Off”。图2-102.5 设定求解类型1）求解变形点击“solution”，点击“Deformation”选择“Total”,（如图2-11所示）；2）求解等效应力点击“Stress”，选择“Equivale

14、nt (Von-Mises)”（如图2-12所示）； 图2-11 图2-122.6 求解单击“Solve”求解，如图2-13所示图2-132.7 观察求解结果点击“Total Deformation”查看变形；点击“Equivalent Stress”查看应力分布；2.8 单个零件分析1）点选“求解”命令条，并将选择模式切换到“体（Body）”选择模式样，选择叶轮(part 2).插入等效应力equivalent (von Mises)插入“整体形变（Total Deformation)2）点选“求解”命令条，选择泵外壳(part 1)插入等效应力equivalent (von Mises)插入“整体形变（Total Deformation)2.9 再次求解.并查看结果2.10 敏感面分析首先隐藏滑轮与叶轮部分选择滑轮，然后“RMB Hide Body”图2-14重复对叶轮的操作.点击“Solution”命令条，将选择模式切换为“面（Face）”选择模式选中如图2-15所示泵外壳的5个面(part 2)，插入等效应力“RMB Insert Stress equivalent (von Mises)”图2-15选择如图2-16所示的背面，插入等效应力“RMB Insert Stress equivalent (von Mises)”图2-162.11 再次求解.并查看结果