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ANSYS实例
学号:
《有限单元分析》大作业
学生姓名:
任课老师:
所属学院:
机电工程学院
专业班级:
作业题目:
有限元分析静力学和流体分析
2015年5月15日
实验一ANSYSworkbench15.0静态结构实例分析
问题描述:
悬臂梁的有限元建模与变形分析
图示为带方孔(边长为100mm)的悬臂梁,其上受均布面载荷(q=0.2MPa)作用,对图示两种结构进行有限元分析,并就方孔的布置(即方位)进行分析比较,如将方孔设计为圆孔,结果有何变化?
(板厚为100mm,材料为钢)
方案一:
带圆孔悬臂梁
1.1建立几何模型
同时添加一点设置为:
Pointload;添加面印记:
imprintfaces,如图1
图1几何模型
1.2建立有限元模型
选择材料:
structuresteel
材料属性设置如图2
图2材料属性
a)选择单元类型为Tetrahedrons,四面体划分法
b)网格划分方案,如图3
图3网格划分
c)划分网格
划分完成后如图4所示。
图4网格划分效果
d)载荷及边界条件处理
添加固定约束A
集中力C,大小为1KN
均布面载荷,q=0.2MPa,如图5
图5载荷加载
1.3、后处理计算结果及结果分析
1)应力和应变云图
如图6和图7所示
图6应力云图图7应变云图
2)总变形云图
图8总变形云图
方案二:
带方孔悬臂梁
2.1建立几何模型,如图9所示。
图9几何模型图10划分网格
2.2建立有限元模型
选择材料,选择单元和网格划分方案,与方案一相同。
划分完成后如图10所示。
载荷及边界条件处理,如图11
图11载荷加载
2.3后处理计算结果及结果分析分析
1)应变云图,如图12;应力云图如图13
图12应变云图图13应力云图
3)总变形云图,如图14
图14总变形云图
3.两种方案计算分析比较
通过两种方案的应力,应变分析,可知:
带方形孔的悬臂梁,产生较大的应力集中,应变更大。
通过总体变形量分析,带方形孔的悬臂梁变形更大一些。
综上所述:
带圆形孔的悬臂梁比带方形孔的悬臂梁在结构上更加可靠,可以承受更大的载荷,抵抗更大的变形。
实验二ANSYSCFX15.0圆管内气体的流动实例分析
问题描述:
如图所示的圆管,其中一端为入口,速度为10m/s,另一端为出口,压力为0Pa,用ANSYSCFX求解出压力与速度的分布云图。
1.在UG中建立几何模型,如图16
图15UG几何建模
2.ICEMCFD导入几何模型,如图16
图16导入模型图17建立边界条件
3.建立模型
生成入口,出口,壁面边界条件,如图17所示
4.划分网格
4.1全局网格设置,如图18
图18全局网格设置图19网格设置
4.2计算网格,并且选择生成体网格
选择网格类型:
Tetra/Mixed,网格设置如图19
网格生成如图20所示:
图20网格生成
4.3编辑网格
4.3.1显示网格质量,如图21
图21网格质量
生成的网格质量为0.3到1之间,一般建议删除网格质量在0.4以下的网格。
4.3.2平顺全局网格,结果如图22
图22平顺网格
4.4选择求解器
在Outputsolver中选择ANSYSCFX,在CommonstructuralSolver中选择ANSYS,保存网格.
5.启动CFX15.0,进入CFX-Pre15.0前处理界面,导入网格,如图23。
图23导入网格图24入口边界条件
6.边界条件
6.1入口边界条件,入口速度为10m/s,设置如图24
6.2出口边界条件,压力为0Pa,设置如图25
图25出口边界条件图26基本设置
6.3基本设置,如图26
应用效果如图27,
图27设置效果图28初始条件
7.初始条件,均保持默认值,如图28
8.求解控制,保持默认值如图29
图29求解控制图30计算求解
9.计算求解
收敛曲线窗口将显示残差收敛曲线的即时状态,直至所有残差值达到1.0E-4,如图30
10结果后处理
压力云图,如图32;速度云图,如图33
图31压力云图图34速度云图
11.结果分析
通过对压力和速度的分析,可知越远离几何中心,产生的压力越大,相应的速度也越大;
在出口处,随径向距离的增加,速度越大。
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