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实验3 轴静态分析建模方式：自底向上的建模方式图3-1 轴平面图根据轴的对称性，在这里将利用面体素中的矩形先生成一个平面，而后用这个平面绕其中心线进行旋转而生成轴体如图3-1。其具体的操作步骤如下。1 定义工作文件名和工作标题1) 定义工作文件名：Utility Menu>File>Change Jobname，在出现的对话框中输入“SHAFT1”，并将“New log and error files”复选框选为“yes”，单击“OK”。如图3-2。图3-2 定义工作名对话框2) 定义工作标题：Utility Menu>File>Change Title在出现的对话框中输入“The Shaft Modle”，单击“OK”。如图3-3图3-3 定义工作标题对话框3) 重新显示：Utility Menu>Plot>Replot。2 显示工作平面1) 显示工作平面：Utility Menu>Workplane>Display Working Plane。2) 关闭三角坐标符号：Utility Menu>PlotCtrls>Window Controls>Windoe options,弹出一个如图3-4所示的对话框，在“Location of triad”后面的下拉选框中，选择“Not Shown”单击“OK”。 图3-4 输出窗口对话框图 3-5 工作平面移动对话框3) 显示工作平面移动、旋转工具条：Utility Menu>Workplane>Offset WP by increments,在屏幕输出窗口上出现一个如下图所示的“Offset WP”工具条，即工作平面移动、旋转工具条。如图3-53 利用矩形面素生成面1) 生成矩形面：Main Menu>Preprocessor>Create>Rectangle>By Dimensions，弹出一个如图3-6所示的对话框，在对话框的“X-coordinates”和“Y-coordinates”后面输入栏中分别输入下列数据：X1=0， X2=260， Y1=0， Y2=70，单击“Aplay”；图3-6生成矩形对话框X1=260， X2=380， Y1=0， Y2=75，单击“Aplay”；XI=380， X2=420， Y1=0， Y2=100，单击“Aplay”；X1=420， X2=660， Y1=0， Y2=80，单击“Aplay”；X1=660， X2=800， Y1=0， Y2=75，单击“ok”；生成的结果如图3-7所示。 图3-7生成的矩形面显示 图3-8矩形面相加操作后的结果2) 矩形面相加操作：Main Menu>Preprocessor>Operate>Add>Areas，出现一个拾取框，单击“Pick All”，则完成相加操作，生成的结果如图3-8所示。4 由面绕轴线生成体1) 面绕轴线操作：Main Menu>Preprocessor>Operate> Extrude>About Axis，出现一个拾取框，单击“Pick All”又出现第二个拾取轴心线两端点的拾取框，用鼠标在图形上分别拾取编号为“1、18”的关键点，然后单击“OK”，又弹出一个如图3-9所示的对话框单击“OK”，接受其缺省设置。 图3-9面绕轴线旋转生成体的对话框 图3-10 旋转生成的体模型2) 显示缩放工具条：Main Menu>Pan、Zoom、Rotate，在图形输出窗口显示一个“Pan-Zoom-Rotate”工具条，单击工具条上“Iso”键，则最后生成的体模型如图3-10所示。3) 保存到文件中：Main Menu> File>Save As, 弹出一个如图3-11所示的对话框，在“Save Database to”下面的输入栏中输入用户自定义的文件名“shaft-Volu.DB”，单击“OK”。图3-11 保存结果到文件对话框5 生成A-A键槽1) 移动工作平面：在“Offset WP by Increments ”中的“X，Y，Z Offset”下面的输入栏中输入“85，0，40”（A-A键槽左侧圆弧中心），并按“Enter”键确认。2) 生成一个圆柱体：Main Menu>Preprocessor>Create> Cylinder>Solid Cylinder, 弹出一个如图3-11所示的对话框，在其输入栏中分别输入“Radius=25，Deoth=50”，单击“OK”。 图3-11生成圆柱体对话框 图3-12生成块的对话框3) 生成一个块：Main Menu>Preprocessor>Create> Block>By Dimensions，弹出一个如图3-12所示的对话框，在其输入栏中输入的数据如图3-12所示，单击OK。4) 移动工作平面：在“Offset WP”中的“X，Y，Z Offset”下面的输入栏中输入“130，0，0”，并按“Enter”键确认。5) 生成第二个圆柱体：Main Menu>Preprocessor>Create> Cylinder>Solid Cylinder，弹出一个如图3-11所示的对话框，在其输入栏中分别输入“Radius=25，Deoth=50”，单击“OK”。生成的实体如图3-13所示。 图3-13生成的体素模型 图3-14进行减操作后的结果显示6) 进行减操作：Main Menu>Preprocessor>Operate>Substract>Volumes，弹出第一个拾取框，用鼠标在图形屏幕上拾取编号为“V1，V2”的体素，单击“OK”，又弹出第二个拾取框，这时用鼠标在图形分别拾取编号为“V5，V6，V7”的体素，单击“OK”。7) 体相加操作：Main Menu>Preprocessor>Operate>Add>Volumes，弹出一个拾取框，单击“Pick All”。8) 刷新显示：Utility Menu>Plot>Replot，生成的结果如图3-14所示。6 生成B-B键槽1) 移动工作平面到关键点上：Utility Menu>Workplane>Offset WP to>Krypoints, 出现一个拾取框，用鼠标在图形屏幕上拾取编号为“17”的关键点（轴肩根部表面点），单击“OK”。2) 移动工作平面：在“Offset WP”中的“X，Y，Z Offset”下面的输入栏中输入“65，0，-30”，并按“Enter”键确认。3) 生成一个圆柱体：Main Menu>Preprocessor>Create> Cylinder>Solid Cylinder, 弹出一个如图3-11所示的对话框，在其输入栏中分别输入“Radius=25，Deoth=50”，单击“OK”。4) 生成一个块：Main Menu>Preprocessor>Create> Block>By Dimensions，弹出一个如图3-12所示的对话框，在其输入栏中输入的数据如图3-12所示。5) 移动工作平面：在“Offset WP”中的“X，Y，Z Offset”下面的输入栏中输入“130，0，0” 并按“Enter”键确认。6) 生成二个圆柱体：Main Menu>Preprocessor>Create> Cylinder>Solid Cylinder，弹出一个如图3-11所示的对话框，在其输入栏中分别输入“Radius=25，Deoth=50”，单击“OK”。生成的实体如图3-15所示。7) 进行减操作：Main Menu>Preprocessor>Operate>Substract>Volumes，弹出第一个拾取框，用鼠标在图形屏幕上拾取编号为“V1，”的体素，单击“OK”，又弹出第二个拾取框，这时用鼠标在图形分别拾取编号为“V2，V3，V4”的体素，单击“OK”。8) 刷新显示：Utility Menu>Plot>Replot。生成的结果如图3-16所示。 图3-15 布尔操作前的模型图 3-16最后建模结果9) 保存数据结果：Main Menu> File>Save As, 弹出一个如图3-11所示的对话框，在“Save Database to”下面的输入栏中输入用户自定义的文件名“T2-25.DB”，单击“OK”。10）闭工作平面显示：Utility Menu>Workplane>Display Working Plane。7 生成有限元模型 对于轴类零件来说，再生成有限元模型时，由于其结构的特殊性，要采用六面体单元相对要难一些，最简单的方法是采用四面体单元来生成有限元模型。至于具体选择那种四面体单元，则要根据分析问题的性质来确定。由于在这里主要是介绍操作的过程，因此选择“SOLID92”单元作为例子来讲解生成有限元网格的过程。同时有关单元的属性、实常数的设置和材料属性的输入在这里都没有介绍，对于这方面的知识用户要参考后面章节对具体实例的操作过程。1) 选择单元类型：Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,弹出一个如图3-17所示的对话框，单击“Add”又弹出一个如图3-18所示的对话框，在选择框中分别选择“Structural Solid”和“Tel 10node 92”，单击“OK”又单击图3-17上的“Close”。则完成单元类型的选择。 图3-17 单元类型对话框 图3-18单元类型对话框2) 设定单元的尺寸大小：Main Menu>Preprocessor>Size Cntrls>-Global- Size，弹出一个如图3-19所示的对话框，在“Element edge length”后面的输入栏中输入“20”，单击“OK”。3) 采用自由网格划分方式生成网格：Main Menu>Preprocessor>Mesh>-Volumes- Free,出现一个拾取框，单击“Pick All”，生成的网格如图3-20所示。4) 保存有限元模型数据到文件：Main Menu> File>Save As,弹出一个对话框，在“Save Database to”下面的输入栏中输入用户自定义的文件名“T2-25.DB”，单击“OK”。图3-19单元尺寸设定对话框图3-20生成的有限元模型8 加载及求解（略）8