ansys 作业.docx

1、ansys 作业目 录一、建模练习轴承座 2二、车轮建模 6三、静力学分析平面钢板 10四、三维托架实体受力分析 15五、模态分析实例均匀直杆的固有频率分析 24六、瞬态动力学分析 30七、谐响应分析 单自由度系统的受迫振动 37八、结构非线性： 44九、三杆桁架的优化设计 531、建模练习轴承座题目 用ansys做出所示轴承座的模型如下图 创建基座模型 生成长方体Main Menu：PreprocessorCreateBlockBy Dimensions输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3平移并旋转工作平面Utility MenuWorkPlaneOffset WP

2、 by IncrementsX,Y,Z Offsets 输入2.25,1.25,0.75 点击ApplyXY，YZ，ZX Angles输入0，90点击OK。创建圆柱体Main Menu：PreprocessorCreateCylinder Solid CylinderRadius输入0.75/2, Depth输入1.5,点击OK。拷贝生成另一个圆柱体Main Menu：PreprocessorCopyVolume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Main Menu：PreprocessorOperateSubtract Volumes首先拾取被减的

3、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Utility MenuWorkPlaneAlign WP with Global Cartesian创建支撑部分Utility Menu: WorkPlane - Display Working Plane (toggle on)Main Menu: Preprocessor - -Modeling-Create - -Volumes-Block - By 2 corners & Z在创建实体块的参数表中输入下列数值点击OKWP X = 0,WP Y = 1,Width = 1.5,Height =

4、1.75,Depth = 0.75偏移工作平面到轴瓦支架的前表面Utility Menu: WorkPlane - Offset WP to - Keypoints + 在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点点击OKToolbar: SAVE_DB创建轴瓦支架的上部Main Menu: Preprocessor - Modeling-Create - Volumes-Cylinder - Partial Cylinder +在创建圆柱的参数表中输入下列参数点击OKWP X = 0,WP Y = 0,Rad-1 = 0,Theta-1 = 0,Rad-2 = 1.5,Theta-2 = 90,De

5、pth = -0.75在轴承孔的位置创建圆柱体为布尔操作生成轴孔做准备Main Menu: Preprocessor - Modeling-Create - Volume-Cylinder - Solid Cylinder +输入下列参数:WP X = 0，WP Y = 0，Radius = 1，Depth = -0.1875拾取 Apply输入下列参数拾取 OKWP X = 0，WP Y = 0，Radius = 0.85，Depth = -2从轴瓦支架“减”去圆柱体形成轴孔.Main Menu: Preprocessor - Modeling-Operate - Subtract - Vo

6、lumes +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拾取大圆柱作为“减”去的对象。单击Apply拾取步1中的两个体，单击Apply拾取小圆柱体，单击OK合并重合的关键点：Main Menu Preprocessor Numbering Ctrls Merge Items 将Label 设置为 “Keypoints”, 单击 OK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:Main Menu Preprocessor -Modeling- Create Keypoints KP between KPs +拾取如图的两个关键点,单击OKRATI = 0.5

7、,单击OK创建一个三角面并形成三棱柱Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Areas- Arbitrary Through KPs +拾取轴承孔座与整个基座的交点。拾取轴承孔上下两个体的交点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。沿面的法向拖拉三角面形成一个三棱柱。Main Menu Preprocessor -Modeling- Operate Extrude -Areas- Along Normal +拾取三角面, 单击 OK输入DIST = -0.15，厚度的方向是向轴承孔中心, 单击 OK关闭 working plane

8、 display.Utility Menu: WorkPlane - Display Working Plane (toggle off)沿坐标平面镜射生成整个模型.Main Menu: Preprocessor - Modeling-Reflect - Volumes +拾取All，点击pick all拾取 “Y-Z plane，单击OK粘接所有体.Main Menu: Preprocessor - Modeling-Operate - Booleans-Glue - Volumes +拾取 All保存模型二、车轮建模问题描述：车轮为沿轴向具有循环对称的特性，基本扇区为45度，旋转8份即可得

9、到整个模型。 具体步骤：建立三个矩形Main Menu:Preprocessor Modeling-Create - -Areas-Rectangle - By Dimensions依次输入x1=5, x2=5.5, y1=0, y2=5单击Apply再输入 x1=5.5, x2=7.5, y1=1.5, y2=2.25单击Apply 最后输入x1=7.5, x2=8.0, y1=0.5, y2=3.75单击OK将三个矩形加在一起Main Menu: Preprocessor -Modeling-Operate Booleans-Add Areas单击Pick All打开线编号Utility

10、Menu PlotCtrls Numbering 线编号为ON，并使/NUM为Colors & Numbers分别对线14与7；7与16；5与13；5与15进行倒角，倒角半径为0.25Main Menu: Preprocessor -Modeling-Create Lines-Line Fillet拾取线14与7，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply；拾取线7与16，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply；拾取线5与13，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply；拾取线5与15，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击OK；打开关键点编号Utilit

11、y Menu PlotCtrls Numbering 关键点编号为ON，并使/NUM为Colors & Numbers通过三点画圆弧Main MenuPreprocessorCreateArcsBy End KPs & Rad拾取12及11点，单击Apply，再拾取10点，单击Apply，输入圆弧半径0.4, 单击Apply;拾取9及10点，单击Apply，再拾取11点，单击Apply，输入圆弧半径0.4, 单击OK由线生成面Main Menu: Preprocessor - -Modeling-Create - -Areas-Arbitrary By Lines拾取线6、8、2单击Apply

12、，拾取线20、19、21单击Apply 拾取线22、24、23单击Apply，拾取线17、18、12单击Apply拾取线11、25单击Apply，拾取线9、26单击OK将所有的面加在一起Main Menu: Preprocessor -Modeling-Operate Booleans-Add Areas单击Pick All定义两个关键点（用来定义旋转轴）Main MenuPreprocessorCreateKeypoints-In Active CSNPT输入50，单击ApplyNPT输入51，Y输入6，单击OK。面沿旋转轴旋转22.5度，形成部分实体Main Menu: Preproces

13、sor -Operate-Extrude Areas- About Axis拾取面单击Apply，拾取上面定义的两个关键点50，51，单击OK，输入圆弧角度22.5，单击OK。定义一个被减圆柱体首先将坐标平面进行平移并旋转Utility Menu WorkPlane Offset WP to Keypoints拾取关键点14和16，单击OK将工作平面沿X轴转90度Utility Menu WorkPlane Offset WP by Increments在XY，YZ，ZX Angles输入0，90，0单击Apply.创建实心圆柱体Main MenuPreprocessorCreateCylin

14、der-By DimensionsRAD1输入0.45，Z1，Z2坐标输入1，2，单击OK将圆柱体从轮体中减掉Main MenuPreprocessorOperate-Booleans-Subtract Volumes首先拾取轮体，单击Apply,然后拾取圆柱体，单击OK。工作平面与总体笛卡尔坐标系一致Utility Menu WorkPlane Align WP WithGlobal Cartesian将体沿XY坐标面映射Main MenuPreprocessorReflect Volumes拾取体，并选择XY plane 单击OK旋转工作平面Utility Menu WorkPlane O

15、ffset WP by Increments在XY，YZ，ZX Angles输入0，90，0单击Apply.在XY，YZ，ZX Angles输入22.5，0，0单击Apply.在工作平面原点定义一个局部柱坐标系Utility Menu WorkPlane Local Coordinate SystemsCreate Local CSAt WP OriginKCN为11，KCS为Cylindrical 1将体沿周向旋转8份形成整环。Main MenuPreprocessorCopyVolumes拾取Pick All，ITIME输入8，DY输入45，单击OK。三、静力学分析平面钢板平面钢板，板厚0

16、.01m，左端固定，右端作用50kpa的均布载荷，试对其进行静力分析，弹性模量为210GPa,泊松比为0.25。选择分析类型在Preferences 中选择 Structural 定义单元类型选择菜单preptrocessor-element type -add/edit/delete,单击弹出的对话框中Add添加soild 8nodes82选择分析类型在element type 中选择option 在对话框中做如下选择点击OK定义实常数选择preptrocessorreal constantsadd/edit/delete执行命令后在弹出的real constans的对话框中单击Add按钮，

17、确认单元无误后，单击OK，弹出Real constants set number1,for plane 82对话框，在thickness路后面输入板厚度0.01单击OK，单击close.定义力学参数选择preptrocessor-Material props-Material model 在弹出的对话框中右边一栏依次双击structures,linear,elastic,lsotropic弹出定义材料属性对话框，在Ex后输入弹性模量210e9，在PRxY后面输入泊松比0.25.单击OK，然后关闭定义材料属性对话框。存盘选择菜单ANSYS ToolbarSAVE-DB定义关键点选择preptro

18、cessor-modeling-creat-keypoint-In active CS 在创建点的对话框中，输入关键点编号1，在创建的对话框中输入x,y,z坐标0，-0.15,0 选择Apply，如线图1-1所示 分别输入关键点2（0.25，-0.15,0），关键点3（0.5，-0.05,0），关键点4（0.75,-0.05，0），关键点5（0.75,0.05,0），关键点6（0.5,0.05,0），关键点7（0.25,0.15,0），关键点8（0,0.15,0）。建立直线选择菜单preptrocessor-modeling-creat-lines-straight lines 在关键点1和2

19、,2和3,3和4，4和5,5和6，6和7,7 和8,8和1之间建立直线生成结果如图1-2所示建立平面选择菜单preptrocessor-modeling-creat-areas-arbitraty-by lines 执行该命令后，弹出一拾取框，分别拾取生成的八条直线。单击OK。生成一个平面显示工作平面选择菜单Utility-worplane-display working plane 工作面坐标显示在绘图区域中。移动工作平面选择菜单Utility-worplane-office wp by increments 执行该命令后，弹出office wp对话框，在x,y,z office中输入0.2

20、5,0,0，单击OK。工作平面坐标移动到（0.25,0）位置创建圆选择菜单preptrocessor-modeling-creat-areas-circle-solid circle 在弹出的对话框中输入WPx=0,WPy=0,Radius=0.025,单击OK。布尔操作选择菜单preptrocessor-modeling-operate-booleans-substract-areas 执行该命令后，在图形区域用目标选中平板基体，单击OK，然后选择绘制的实体圆，单击OK，得到图形如下划分网络选择菜单preptrocessor-meshing-meshing tool 执行该命令后，在弹出的对

21、话框中单击globe后面的set，弹出globe element size对话框，将element edge length设置为0.01，单击OK回到mesh tool对话框，然后单击mesh，弹出一个对话框，单击pick all。施加载荷选择菜main menu-solution-defineloads-apply-structural-displacement-on lines 执行该命令后弹出一个选取对话框，在绘图区域选取最左端的直线，单击OK，在弹出的对话框中选择all dof,限制所有的自由度。单击OK。选择菜单main menu-solution-defineloads-apply

22、-structural-pressure-on lines 执行该命令后后台弹出一个选取对话框，在图形上选取最右端的直线，单击OK，会弹出一个对话框，在lood pres value后面输入-5000，单击OK。求解运算选择菜单main menu-solution-solve-current ls 在弹出的对话框中单击OK，ANSYS程序开始进行计算，当计算完成后，程序台弹出一条信息框，提示求解已经完成。单击close,关闭该窗口。显示桁架变形图选择菜单main menu-general postproc-plot results-defomed shape 在弹出的窗口中选择def+unde

23、fomed。单击OK。加载变形后的效果图和未加载前的效果且显示在绘图区域，如图所示显示应力云图选择菜单main menu-general postproc-plot results-contour plot-nodal solu 执行该命令后，弹出contour nodalsolution data对话框，在其中选择von mises stress，单击OK，生成结果如图。查看各个方向的应变，各个方向的应力，以及三个主应力。四、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=29106psi，泊松

24、比v=0.3.试通过ANSYS输出其变形图及其托架的von Mises应力分布。 指定分析标题1选取菜单路径Utility Menu | File | Change Jobname，将弹出Change Jobname (修改文件名)对话框。2在Enter new jobname (输入新文件名)文本框中输入文字“tuojiafenxi”，为本分析实例的数据库文件名。单击对话框中的“OK”按钮，完成文件名的修改。3选取菜单路径Utility Menu | File | Change Title，将弹出Change Title (修改标题)对话框。4在Enter new title (输入新标题)

25、文本框中输入文字“tuojia”，为本分析实例的标题名。单击对话框中的“OK”按钮，完成对标题名的指定。定义单元类型1选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete，将弹出Element Types (单元类型定义)对话框。单击对话框中的按钮，将弹出Library ofElement Types (单元类型库)对话框。2在左边的滚动框中单击“Structural Solid”，选择结构壳单元类型。在右边的滚动框中单击“Quad 4node 42”,在对话框中单击“OK”按钮，完成对这种单元的定义。指定材料特性1选取

26、菜单路径Main Menu | Preprocessor | Material Props | Material Models，将弹出Define Material Model Behavior (材料模型定义)对话框。2依次双击Structural， Linear ，Elastic 和Isotropic，将弹出1 号材料的弹性模量EX 和泊松比PRXY 的定义对话框。3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2.9E6 N/m2，泊松比为0.3。单击“OK”按钮，关闭对话框。4在Define Material Model Behavior (材料模型定义

27、)对话框中，选取路径Material | Exit，完成对材料模型的定义。5单击ANSYS10.0 的ANSYS Toolbar (工具条)上的“SAVE”按钮，保存数据库文件建立托架的有限元模型1选取路径Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create | Volume|Block|By Dimensions，将弹出Create Block by Dimensions(根据坐标创建体)对话框。在对话框输入：X1,X2 X-coordinates：-1,1Y1,Y2 Y-coordinates：-1.5，1.5Z1, Z2 Z-coordinates：0

28、，1/8然后单击“APPLY”按钮，再次在对话框输入：X1,X2 X-coordinates：-1,1Y1,Y2 Y-coordinates：1.5，1.625Z1, Z2 Z-coordinates：0，32选取路径Main Menu | Preprocessor | Modeling | Operate |Booleans|Add|Volumes将弹出Add Volumes(体相加)对话框，在对话框单击“PICK ALL”按钮完成体相加操作。 3在执行显示keypoint的操作之后，执行显示line的操作，选取路径Main Menu | Preprocessor | Modeling |

29、Create |Lines|Lines|StrainghtLine将弹出Create Straight Line对话框，然后选择关键点5、13生成L13直线，单击“OK”按钮完成操作。4选取路径Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create |Area|Arbitrary|By Lines将弹出对话框Create Area By Lines然后选择直线L1,L9,L13,L20,L24,L25，单击“OK”即可生成面A4。 5选取路径Main Menu | Preprocessor | Modeling |Operate|Extrude|Areas|A

30、long Normal弹出对话框Extrude Area by选择面A4单击“OK”按钮，将弹出另一个对话框，在Length extrusion项输入“-1/8”，单击“OK”按钮。然后再次如前做的将所有体相加的操作。6选取路径Main Menu | Preprocessor | Modeling |Create|Areas|Circle|Solid Circle将弹出Solid Circular Area对话框，在WP x,WPy,Radius项分别输入0，-0.5，0.25单击Apply,再次输入0，0.5，0.25然后单击“OK”按钮。然后选取路径Main Menu | Preprocessor | Modeling |Operate|Extrude|Areas|Along Normal弹出对话框Extrude Area by选择其中一个圆面单击“Apply”按钮，将弹出另一个对话框，在Length extrusion项输入“1”，单击“OK”按钮。对另一个圆面做相同操作。7选取路径Main Menu | Preprocessor | Modeling | Operate |Booleans|Subtract|Volumes将弹出Subtract Volumes(体相减)对话框，选择两个圆柱体所在的体，单击“Apply”按钮，然后选择两个圆柱体，单击“OK”按钮，完成体相减