Ansys受力分析三维托架实体受力分析.doc
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三维托架实体受力分析
ANSYS软件是融结构、流体、电磁场、声场和耦合场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS公司开发,它能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换,如PRO/E、UG、I-DEAS、CADDS及AutoCAD等,是现代产品设计中的高级CAD工具之一。
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=29×106psi,泊松比v=0.3.试通过ANSYS输出其变形图及其托架的von Mises应力分布。
题目1的分析。先进行建模,此建模的难点在对V3的构建(既图中的红色部分)。要想构建V3,首先应将A15做出来,然后执行Main MenuPreprocessorModelingOperateBooleansAddVolumes命令,将所有的实体合并为一个整体。建模后,就对模型进行网格的划分,实行Main MenuPreprocessorMeshingMeshTool,先对网格尺寸进行编辑,选0.1,然后点Meshing,Pick all进行网格划分,所得结果如图1。划分网格后,就可以对模型施加约束并进行加载求解了。施加约束时要注意,由于三维托架只是通过两个孔进行固定,故施加约束应该只是针对两孔的内表面,执行Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructrualDisplacementSymmetry B.COn Areas命令,然后拾取两孔的内表面,单击OK就行了。施加约束后,就可以对实体进行加载求解了,载荷是施加在三维托架的最顶上的表面的,加载后求解运算,托架的变形图如图2。
图1、托架网格图
图2输出的是原型托架和施加载荷后托架变形图的对比,虚线部分即为托架的原型,从图2可看出,由于载荷的作用,托架上面板明显变形了,变形最严重的就是红色部分,这是因为其离托板就远,没有任何物体与其分担载荷,故其较容易变形甚至折断。这是我们在应用托架的时候应当注意的。
图2、托架位移变形图
图3为托架的应力分布图,由图可看出主要在两孔处出现应力集中,也就是说这些地方所受的应力的最大的,比较容易出现裂痕。我们在应用托架的时候,应当注意采取一些设施,以便减缓其应力集中。特别是在施加载荷时,绝对不能够超过托架所能承受的极限,否则必将导致事故的发生。文后附上建模分析时所执行的命令流。
图3、托架应力分布图
1.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“bracket”,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)文本框中输入文字“press analysis of bracket structure”,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。
2.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 of
Element 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。
3.指定材料特性
1.选取菜单路径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)对话框中,选取路径Material | Exit,
完成对
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