ANSYS分析实例详解ANSYS分析实例详解.doc

ANSYS分析实例详解 姓名：XXX 学号：XXX 专业：XXX 内容：空调支架的有限元分析 本次作业为对一空调支架的有限元分析，其主要内容包括空调支架的建模、有限元分析、强度校核以及结构优化等。下图为空调支架一侧的实物图片： 空调支架的特点分析 由于空调支架为一个完全对称结构，空调的重量均匀分部在两侧对称支架上，因此只要对空调支架的一侧进行分析即可达到对整体空调支架的分析，同时也达到了简化空调支架分析的目的。本次作业可以分三部分来完成：一，空调支架一侧的建模；二，利用商业化有限元分析软件对建好的空调支架模型进行有限元分析；三，根据空调支架模型有限元分析的结果对支架进行强度校核以及结构优化。 空调支架的建模 空调支架的具体尺寸图如下图所示： 考虑到空调支架模型结构简单，故在此没有利用三维软件建模而是直接在有限元分析软件中进行建模，本次作业采用的有限元分析软件为美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件ANSYS10.0。建立模型包括设定分析作业名和标题，定义单元类型、定义材料属性、建立三维模型、划分有限元网格。 2.1设定分析作业名和标题 打开ANSYS软件进入ANSYS操作界面，首先从主菜单中选择【Preferences】命令，勾选Structural。然后从实用菜单中选择【Change Jobname】命令，将文件名修改为Ktiao2，从实用菜单中选择【Change Title】命令，将标题修改为Ktiao2。如下图所示： 2.2定义单元类型 在进行有限元分析时，首先应根据分析问题的几何结构、分析类型和所分析的问题精度要求等，选定适合具体分析的单元类型。本文中选用8节点六面体单元Solid185。如下图所示： 2.3定义材料属性 由于空调支架所用材料为45#钢，故可查得45#钢的弹性模量为210Gpa，泊松比为0.3。从主菜单中选择PreprocessorMaterial PropsMaterial Models命令，打开定义材料模型属性窗口，对材料弹性模量和泊松比进行设置。 2.4建立空调支架的三维实体模型 从主菜单中选择PreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS命令，创建四个关键点，坐标分别为（0.54，0），（0.54，0.16），（0，0.16），（0，0.11） 根据空调支架的特点，在这对支架的边界条件进行简化，将支架靠近墙壁一侧端面的自由度全部约束。下面为定义载荷及边界条件的具体操作： 从主菜单中选择PreprocessorLoadsDefine LoadsApplyStructuralPressureOn Areas弹出拾取对话框，拾取所需加载面，输入上文计算出的压力值。接着对支架靠近墙壁一侧的端面进行约束，从主菜单中选择PreprocessorLoadsDefine LoadsApplyStructural DisplacementOn Areas弹出拾取对话框，拾取支架靠近墙壁一侧的端面对自由度全部约束。 然后对其进行求解，从主菜单中选择SolutionSolveCurrent LS命令，打开一个确认对话框和状态表，查看列表中的信息确认无误后，单击【OK】按钮，开始求解。求解完成后打开求解结束对话框，单击【Close】按钮，关闭提示求解结束对话框。如下图所示： 3.2查看结果 1）查看总变形 2）Y方向上的应力 3）第一主应力 强度校核以及结构优化 由于空调支架所用材料为45#钢，根据《机械设计课程设计手册》可查得其抗拉强度为600MPa。从上面的有限元分析结果可以看到支架在Y方向上的最大应力为1.58MPa，第一主应力最大值为为3.95MPa，两者均远小于其许可应力。因此空调支架满足支撑强度要求，无需对其进行结构优化。 5、学习心得体会 通过此次数字化设计与制造作业的练习，让我初步了解和掌握了有限元分析的基本理论基础，了解有限元商业化软件ANSYA的基本使用，并能够进行简单问题的计算和分析。但是这还是远远不够的，从具体试验中，我发现ANSYS的功能是十分强大的，目前也仅仅是了解了仅有的几个基本功能，能给计算分析的也是最为简单的问题，在三维建模、划分网格以及对特定面的加载等还有待改善。另外，本次作业还也有一些不足，有限元的软件所计算结果的正确性也是需要验证的。在某些情况下，计算机所计算出的结果并不一定是正确的，应当在分析完后，对所做出的结果进行正确分析，和理论相比较，为自己所做的结果做强有力的支撑。