上海大学现代设计方法学ANSYS上机报告文档格式.docx

1、成 绩：目录1. ANSYS在机械结构静力学分析中的应用 31.1实验描述 31.2实验结果 32. ANSYS在机械结构动力学分析中的应用 42.1实验描述 42.2 实验结果 53.上机实习II（扳手的受力分析） 63.1实验描述 63.2实验结果 64.上机实习III（扳手的可靠性分析） 74.1实验描述 74.2实验结果 75.上机实习IV （扳手的优化设计） 85.1实验描述 85.2实验结果 96.直角支架结构问题 116.1实验描述 116.2实验结果 127.机翼模型的受力分析 147.1实验描述 147.2实验结果 158. 垂悬杆受力分析 168.1实验描述 168.2实验

2、结果 169.有限元ANSYS课程体会 181. ANSYS在机械结构静力学分析中的应用1.1实验描述【问题】图示为汽车连杆的几何模型，连杆厚度为0.5 in （1 in=0.0254m），图中所注尺寸单位均为英寸，在小头孔的内侧范围内承受的面载荷作用，试利用有限元法分析该连杆的受力状态。连杆的材料属性为：弹性模量,泊松比为0.3。1.2实验结果2. ANSYS在机械结构动力学分析中的应用2.1实验描述【问题】图示为一个“工作台-电动机”系统，当电动机工作时由于转子偏心引起电动机发生简谐振动，这时电动机的旋转偏心载荷是一个简谐激励，计算系统在该激励下结构的响应。要求计算频率间隔为10/10=1

3、Hz的所有解，以得到满意的响应曲线，并用POST26绘制幅值对频率的关系曲线。已知条件如下：电动机质量 m=100kg ；简谐激励,比落后相位角 ；频率范围 010Hz ；所有的材料均为235钢，其特性为弹性模量=,泊松比=0.3，密度= ; 工作台面板 厚度=0.02m ；工作台支撑梁的几何特性：截面面积=，惯性矩=，宽度=0.01m，高度=0.02m。2.2 实验结果划分网格图分析图3.上机实习（扳手的受力分析）3.1实验描述实习要求：【问题】如图所示的扳手零件，长度为lenth、小端宽度为width，大端圆角半径为filletr，已知零件厚度为5mm，材料弹性模量2e5Mpa，泊松比0.

4、3，屈服强度为200Mpa。设使用时大端内六边形固定，载荷通过小端圆弧与上边的切点，大小为500N。3.2实验结果4.上机实习（扳手的可靠性分析）4.1实验描述问题描述：【要求】在ANSYS软件平台上，在“上机实习”的基础上，进行该零件的可靠性分析。4.2实验结果5.上机实习（扳手的优化设计）5.1实验描述【要求】针对上机实习所分析的扳手零件，在ANSYS软件平台上对其长度（范围为150250mm）、小端宽度（范围为2040mm）、大端圆角半径（范围为515mm）等尺寸进行优化，使零件用料最省，并且最大应力不超过屈服应力200MPa。5.2实验结果6.直角支架结构问题6.1实验描述【问题】问题

5、描述：This is a simple, single load step, structural static analysis of the corner angle bracket shown below. The upper left-hand pin hole is constrained （welded） around its entire circumference, and a tapered pressure load is applied to the bottom of the lower right-hand pin hole. The objective of the

6、 problem is to demonstrate the typical ANSYS analysis procedure. The US Customary system of units is used.The dimensions of the corner bracket are shown in the accompanying figure. The bracket is made of A36 steel with a Youngs modulus of 30E6 psi and Poissons ratio of .27.Assume plane stress for th

7、is analysis. Since the bracket is thin in the z direction （1/2 inch thickness） compared to its x and y dimensions, and since the pressure load acts only in the x-y plane, this is a valid assumption.Your approach is to use solid modeling to generate the 2-D model and automatically mesh it with nodes

8、and elements. （Another alternative in ANSYS is to create the nodes and elements directly.）6.2实验结果7.机翼模型的受力分析7.1实验描述【问题】This is a simple modal analysis of a wing of a model airplane. The wing is of uniform configuration along its length and its cross-sectional area is defined to be a straight line an

9、d a spline as shown. It is held fixed to the body of the airplane on one end and hangs freely at the other. The objective of the problem is to find the wings natural frequencies and mode shapes.The dimensions of the wing are as shown above. The wing is made of low density polyethylene with a Youngs

10、modulus of 38x103 psi, Poissons ration of 0.3, and a density of 8.3E-5 lbf-sec2/in4.Assume the side of the wing connected to the plane is completely fixed in all degrees of freedom. The wing is solid and material properties are constant and isotropic.Solid modeling is used to generate a 2-D model of

11、 the cross-section of the wing. You then create a reasonable mesh and extrude the cross-section into a 3-D solid model which will automatically be meshed.Additionally, the mesh used in this example will be fairly coarse for the element types used. This coarse mesh is used here so that this tutorial

12、can be used with the ANSYS ED product.7.2实验结果8.垂悬杆受力分析8.1实验描述【问题】受自重作用的等截面直杆，上端固定、下端自由，长度为L=0.5m，截面积为A，杆的直径为50mm, 材料为45号钢，单位长度的重力为q，材料弹性模量为E=2.07，。如图62所示，建立计算模型，求出杆的应力分布，并指出最大应力的大小和位置，若杆的自由端受到3000N的水平力的作用，求出杆的应力分布，并指出最大应力的大小和位置。8.2实验结果9.有限元ANSYS课程体会学习有限元已经快结课了，现在感觉比刚开始学习有限元的时候还是懂了许多内容，随着时间的推移，积累的东西多

13、了也会有不同的学习效果。对于如何分析一个模型，如划分单元、单元分析、整体分析、求解方程，得出节点位移、计算应变与应力等基本的有限元分析步骤有了一定的理解，对于理论方面的需要学习的东西，如：弹性力学方面、材料力学、数值计算、线性代数等这些在学习有限元过程中也要求较为熟悉和会应用。本课程主要的内容可以归结起来就是求解节点位移、应力、应变的过程。在学习有限元的过程中，总的感觉是有限元很难学。本课程所需要的理论知识较为繁杂，计算量大，公式应用较为多，应用性强，有些东西较难理解；其实总的来说学习这么课其实是不难的，关键是我自己花在上面的时间较少，遇到问题不会妥善的解决，问题越堆越多就是使自己对这门课失去

14、浓厚的兴趣，这样也就使得不难的问题变得困难了，可能这也是老师布置的作业一拖再拖的直接原因了吧，确实是很多东西都必须花很多时间才能弄懂。这门课所应用的的软件难学，也很接近工程实际，也使得学习的难度有所增加。有限元这门课程其实也是很有趣的，所讲的内容很多都有相关性，关联度较大，可以多方面的联系和总结，把问题细化，使散乱的知识点结合起来，并且很多东西可以联系记忆，也可使得问题简化。有限元可以很好的促进我们去深入搜索知识或相关方面的知识的能力，也能提高我们应用软件的能力，在老师的带领下，上课的演示和讲解也是的学习起来较快较好。在课程的讲解上，老师结合ppt、应用软件以及一些工程实际问题来给我们讲授有限元，把很多大问题细化，抽时间出来总结相关问题的联系，使得问题的关联度增强。我个人希望老师讲解基本问题、线索式的东西的时候讲的慢些，客串性强些，对于一些复杂难懂的数学问题可以简略的讲解，将复杂的问题以简单的形式讲授出来，这样可能我们听起来容易懂些；看的出来，老师在上课的时候很认真，想着我们每个人都能听得懂，都能学会学好，以后在我们的工作当中能够有用，并且能够用得好，老师您已经把