有限元分析及应用ansys机械阀体结构分析实例.docx

1、有限元分析及应用ansys机械阀体结构分析实例有限元分析及应用ansys机械阀体结构分析实例有 限 元 分 析 与 应 用 大作业 学 院: 机械工程学院 专 业: 机械工程 学 生: X X X 学 号: XXXXXXXXXX 指导教师: X X X 完成日期 :X年X月X日 (说明:为防止个人信息泄漏，给本人带来不必要影响，部分图片无法显示或经过剪辑，但对参阅者影响不大)有限元分析及应用 2.动力学作业 . 15 2.1 问题描述 . 15 2.2 基于ANSYS的有限元分析过程 . 15 2.3 进入ANSYS，导入几何模型 . 16 2.4 选择单元类型 . 18 2.5 设置材料属性

2、 . 19 2.6 网格划分 . 20 2.7 施加约束 . 22 2.8 模态分析 . 24 2.9 求解 . 25 2.10 查看结果 . 26 2.11查看各阶固有频率形变结果 . 26 2.12结果分析 . 30 I 有限元分析与应用大作业 2.动力学作业: 2.1 问题描述 如图所示，为某机械阀体结构，材料参数为:弹性模量E=2E11Pa，泊松比u=0.28，密度。几何参数文件为:fati.x_t。将下部4个螺栓孔进行全约束。利用实体单元进行模态分析计算;计算其前6固有频率和振型，分析其振动特性。 2.2 基于ANSYS的有限元分析过程 定义工作文件名和工作标题，进入ANSYS。(如

3、图2.1) (1).打开Mechanical APDL Product Launcher 15.0 (2).选择模拟环境: Simulation Environment:ANSYS (3).更改工作目录:File Management? Working Directory:C:UsersAdministratorDesktop123 (4). 更改作业名:File Management?job name:123 1 有限元分析及应用 (5)(点击Run，进入ANSYS。 图2.1 定义工作文件名和工作标题 2.3 进入ANSYS，导入几何模型 Utility Menu File ImportP

4、ARA,如图2.2进行操作，点击OK，得到图2.3所示图形。显示实体:Utility Menu PlotCtrlsStyle Solid Model Facets,得图2.4。点击OK，Utility Menu PlotReplot，点击Replot得实体图2.5。 图2.2 导入模型 2 有限元分析及应用 图2.3 模型线框显示 图2.4 模型显示设置 3 有限元分析及应用 图2.5模型实体显示 2.4 选择单元类型 Main Menu PreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeleteAddStructural-Solid Brick 8 node 185，点击

5、OK，Close。如图2.6所示。图2.6单元类型 2.5 设置材料属性 PreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralLinearElasticIsotropic 设置材料参数:弹性模量E=2E11Pa，泊松比u=0.28。如图2.7所示 PreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralDensity 设3置材料密度。如图2.8所示。Toolbar: SAVE_DB ,7800kg/m4 有限元分析及应用 图2.7 材料属性设置1 图2.8 料属性设置2 2.6 网格划分 Prepr

6、ocessorMeshingMesh tool，如图2.9所示。 (1).将智能网格划分器( Smart Sizing )设定为 “on” (2).将滑动码设置为 “8” 5 有限元分析及应用 (3).确认 MeshTool的各项为: Volumes, Tet, Free (4).MESH (5).Pick All (6).关闭 MeshTool Utility Menu: PlotCtrls - Style - Size and Shape (7).选择 2 facets/element edge，点击OK。如图2.10所示。Toolbar: SAVE_DB 图2.9网格划分1 6 有限元分

7、析及应用 图2.10 网格划分2 2.7 施加约束 将下部4个螺栓孔进行全约。 Main Menu: Solution - Loads-Apply - Structural-Displacement -Symmetry B.C.-On Areas + 如图2.11所示。 (1).绘出 Areas (Utility Menu: Plot- Areas) (2).拾取四个安装孔的8个柱面 ，如图2.12所示。 (3).点击OK 。如图2.13所示。 7 有限元分析及应用 图2.11 施加约束1 图2.12施加约束2 8 有限元分析及应用 图2.13施加约束3 2.8 模态分析 Main Menu:

8、SolutionAnalysis TypeNew AnalysisModal，点击OK。 如图2.14所示。选择固有频率为6。 SolutionAnalysis TypeAnalysis Options，操作如图2.15所示，点击OK，弹出Bock Lnczos Mthod对话框，单击OK. 图2.14 模态分析1 9 有限元分析及应用 图2.15模态分析1 2.9 求解 Main Menu: SolutionSolveCurrent LS，点击弹出对话框的OK命令进行求解。如图2.16所示。 图2.16 求解过程 2.10 查看结果 10 有限元分析及应用 Main Menu: Genera

9、l Postproc Results Summary固有频率，如图2.17所示。 图2.17固有频率列表 2.11查看各阶固有频率形变结果 选择Main Menu: General PostprocRead ResultsBy Pick,点击第一行Set1,点击Read,Close. 如图2.18所示。General PostprocPlot ResultContour PlotNodal Solu.DOF solution Displacement Vector Sum。 重复以上操作，得到从第一阶到第六阶的模态振型图。如图2.19-2.24所示。 11 有限元分析及应用 图2.18选择第1阶频率 图2.19 第一阶的模态振型图 12 有限元分析及应用 图2.20 第二阶的模态振型图 图2.21 第三阶的模态振型图 13 有限元分析及应用 图2.22 第四阶的模态振型图 图2.23 第五阶的模态振型图 14 有限元分析及应用 图2.24 第六阶的模态振型图 2.12结果分析 此结构的最低频率为0.85387E-03Hz，小于平常使用的工况所产生的频率，最高频率为18028Hz，大于平常使用的工况所产生的频率，所以，此结构在中间可能产生共振现象。 15