ansys有限元分析结课论文.doc

辽宁工业大学 ansys有限元分析 结 课 论 文 班 级 学 号 学 生 姓 名 论 文 完 成 日 期 2014年6月 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： ? ? 1、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。 2、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PreprocessorMaterialPropsMaterial 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PreprocessorModelingCreateKeypointsInActive 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）。接着从主菜单中选择PreprocessorModelingCreateAreasArbitraryThroughKPs命令，分别拾取上一步创建的四个关键点生成平 面。然后从主菜单中选择PreprocessorModelingOperateExtrude AreasAlongNormal命令，拾取上一步生成 的面将其拉伸成一个实体。由于340mm长度区域才为空调重量的加载区间，因此对空调支架的加载面分三部分来创 建。根据上述同样的方法创建关键点，生成面然后拉伸成实体。最后从主菜单中选择PreprocessorModelingOperate BooleansAddVolumes命令，将四个实体进行布尔加运算，至此空调支架的三维实体模型创建完毕。如下图所示： 2.5实体模型网格划分 从主菜单中选择PreprocessorMeshingMesh Tool命令，打开“Mesh Tool”（网格工具），勾选“Smart Size” 滑标值默认设置为6，“Mesh”的对象选择“Volumes”，“Shape”选择“Tet”“Free”，然后单击【Mesh】，打 开实体选择对话框，单击【Pick All】按钮对空调支架模型进行网格划分。如下图所示： 3、空调支架模型的有限元分析 空调支架模型网格划分完之后，接下来将对其进行有限元分析，其内容包括定义载荷及边界条件、求解、查看结果等。 3.1定义载荷及边界条件并求解 由于在这只对空调支架的一侧进行分析，即一侧支架承受空调重量一半的载荷，因此就可以算出加载到长为340mm宽 为50mm长方形面上的面载荷。即： ? 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PreprocessorLoadsDefineLoadsApplyStructuralPressureOnAreas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。