有限元分析三维托架实体受力分析.pdf
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1、 GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 有限元基础理论报告 学 院:班 级 姓 名 学 口 号 任课老师:0一一年 月 题目 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=29X 106psi,泊 松比v=试通过ANSYSt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 MenuPrep rocessorModeli ngOp erateBoolea nsAddVolumes 一个整
2、体。建模后，就对模型进行网格 MenuPreprocessorMeshingMeshTool,先对网格尺寸进行编辑,all进行网格划分，所得结果如图。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 LoadsApplyStructrualDisplacementSymmetry 0n 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。想构建 V3 首先应将 A15 做出来 然后执行 Main 命
3、令，将所有的实体合并为 的划分，实行 Main 选，然后点 Meshing,Pick 孔 的 内 表 面 Main Me nuSolutio nDefi ne 图、托架网格图 图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、托架位移变形图 图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
4、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、托架应力分布图 1.指定分析标题 1.选取菜单路径 Utility Me nu|File|Cha nge Job name，将弹出 Cha nge Job name（修改文 件名）对话框。2.在En ter new job name（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“0K”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
5、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“0K”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
6、 Solid”，选择结构壳单元类型。在右边的滚动 框中单击“Quad 10node 92”，在对话框中单击“0K”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,Lin ear,Elastic和Isotro pic，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，PRXY文本框中输入。定义材料的弹性 模量
7、为N/m2，泊松比为。单击“0K”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,完成对材料模型的定义。5.单击 的ANSYS Toolbar工具条）上的“SAVE按钮，保存数据库文件 4.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：-
8、1,1 Y1,Y2 Y-coordinates：，Z1,Z2 Z-coordinates：0,1/8 然后单击“APPLY按钮，再次在对话框输入:X1,X2 X-coordinates：-1,1 Y1,Y2 Y-coordinates：，Z1,Z2 Z-coordinates：0，3 2.选取路径 Main Menu|Preprocessor|Modeling|Operate|Booleans|Add|Volumes 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 M
9、ain Menu|Preprocessor|Modeling|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|Mod
10、eling|0perate|Extrude|Areas|Along Normal 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 extrusion项输入“-1/8”，单击“0K”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 Solid Circular Area对话框，在 WP x,WPy,Radius项分别输入 0,单击 Apply,再次输入0,然后单击“OK”按钮。然后选取路径 Ma in Me nu|Prep
11、 rocessor|Model ing 将弹 Length 将弹出|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|Prep rocessor|Modeli ng|Op erate|Boolea ns|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“AppIy”按钮，然 后
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