有限元方法及CAE软件应用ANSYS实验作业.docx
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有限元方法及CAE软件应用ANSYS实验作业.docx
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有限元方法及CAE软件应用ANSYS实验作业
有限元分析大作业
姓名
学号
任课教师
2018年11月28日
1.问题
对一个位移控制加载的轴对称咬接装配问题进行分析。
设偏移量为0.4dm,即4cm。
绿色部分选择材料为ABS,弹性模量为0.2GPa,泊松比为0.394;红色部分材料为尼龙,弹性模量为8.3GPa,泊松比为0.28。
2.建模
1.启动ANSYS软件,工作路径为缺省,工作文件名为“Homework”。
2.在XOY平面第一象限内生成最下方图形1,其坐标点为:
2.1.创建关键点,将所有的点建立出来。
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS>…
按照上图的坐标点数值,输入到ANSYS中,然后点保存。
或用命令:
/PREP7
K,,0.163,0,,
K,,0.163,0.032,,
K,,0.15,0.045,,
K,,0.15,0.086,,
K,,0.16,0.086,,
K,,0.16,0.084,,
K,,0.163,0.077,,
K,,0.163,0.0715,,
K,,0.16,0.0715,,
K,,0.16,0.0695,,
K,,0.163,0.0625,,
K,,0.163,0.0565,,
K,,0.16,0.0565,,
K,,0.16,0.0495,,
K,,0.162,0.0475,,
K,,0.2025,0.0475,,
K,,0.2025,0.0255,,
K,,0.1925,0.0255,,
K,,0.1925,0.0375,,
K,,0.1765,0.0375,,
K,,0.17,0.0265,,
K,,0.17,0,,
SAVE
2.2.将界面调整适合于窗口:
点击右侧工具栏的FitView。
或用命令:
/AUTO,1
/REP,FAST
2.3.打开点号:
UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...
设置点号为“on”,然后选择[OK]。
或用命令:
/PNUM,KP,1
/REPLOT
2.4.创建线,将关键点连接出来。
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>StraightLine>…
按照上图所示,依次将关键点连接,然后点保存。
或用命令:
LSTR,1,2
LSTR,2,3
LSTR,3,4
LSTR,4,5
LSTR,5,6
LSTR,6,7
LSTR,7,8
LSTR,8,9
LSTR,9,10
LSTR,10,11
LSTR,11,12
LSTR,12,13
LSTR,13,14
LSTR,14,15
LSTR,15,16
LSTR,16,17
LSTR,17,18
LSTR,18,19
LSTR,19,20
LSTR,20,21
LSTR,21,22
LSTR,22,1
SAVE
2.5.关闭点号,打开线号:
UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...
设置点号为“off”,设置线号为“on”,然后选择[OK]。
或用命令:
/PNUM,KP,0
/PNUM,LINE,1
/REPLOT
2.6.倒圆角,以预先定义的线15,16,进行倒圆角处理,圆角半径为6mm:
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>LineFillet>…
选择界面中的L15和L16,点击[OK],在Filletradius中输入0.006,点击[OK]。
或用命令:
LFILLT,15,16,0.006,,
2.7.创建平面1:
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ByLines>…
在对话框中,选择Loop选项,点击模型中的一条线,自动拾取整个封闭线环,点击[OK]确定,然后点保存。
FLST,2,23,4
FITEM,2,3
FITEM,2,2
FITEM,2,1
FITEM,2,22
FITEM,2,21
FITEM,2,20
FITEM,2,19
FITEM,2,18
FITEM,2,17
FITEM,2,16
FITEM,2,23
FITEM,2,15
FITEM,2,14
FITEM,2,13
FITEM,2,12
FITEM,2,11
FITEM,2,10
FITEM,2,9
FITEM,2,8
FITEM,2,7
FITEM,2,6
FITEM,2,5
FITEM,2,4
AL,P51X
SAVE
3.创建平面图形2:
3.
3.1.创建关键点,将所有的点建立出来:
K,,0.15,0.151,,
K,,0.159,0.151,,
K,,0.163,0.143,,
K,,0.163,0.137,,
K,,0.1555,0.137,,
K,,0.1555,0.1225,,
K,,0.163,0.1225,,
K,,0.163,0.117,,
K,,0.16,0.117,,
K,,0.16,0.114,,
K,,0.163,0.107,,
K,,0.163,0.101,,
K,,0.16,0.101,,
K,,0.16,0.098,,
K,,0.163,0.091,,
K,,0.163,0.086,,
SAVE
3.2.将界面调整适合于窗口:
点击右侧工具栏的FitView。
或用命令:
/AUTO,1
/REP,FAST
3.3.打开点号,关闭线号:
UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...
设置点号为“on”,设置线号为“off”,然后选择[OK]。
或用命令:
/PNUM,KP,1
/PNUM,LINE,0
/REPLOT
3.4.创建线,将关键点连接出来。
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>StraightLine>…
按照上图所示,依次将关键点连接,然后点保存。
或用命令:
LSTR,4,25
LSTR,25,26
LSTR,26,27
LSTR,27,28
LSTR,28,29
LSTR,29,30
LSTR,30,31
LSTR,31,32
LSTR,32,33
LSTR,33,34
LSTR,34,35
LSTR,35,36
LSTR,36,37
LSTR,37,38
LSTR,38,39
LSTR,39,40
LSTR,40,4
SAVE
3.5.关闭点号,打开线号:
UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...
设置点号为“off”,设置线号为“on”,然后选择[OK]。
或用命令:
/PNUM,KP,0
/PNUM,LINE,1
/REPLOT
3.6.创建平面2:
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ByLines>…
弹出对话框后,选择组成平面2每一条线,点击[OK]确定,然后点保存。
FLST,2,17,4
FITEM,2,29
FITEM,2,28
FITEM,2,27
FITEM,2,26
FITEM,2,25
FITEM,2,24
FITEM,2,30
FITEM,2,31
FITEM,2,32
FITEM,2,33
FITEM,2,34
FITEM,2,35
FITEM,2,36
FITEM,2,37
FITEM,2,38
FITEM,2,39
FITEM,2,40
AL,P51X
SAVE
4.创建平面图形3:
1.
2.
3.
4.
4.1.创建关键点,将所有的点建立出来:
K,,0.165,0.1325,,
K,,0.165,0.127,,
SAVE
4.2.将界面调整适合于窗口:
点击右侧工具栏的FitView。
或用命令:
/AUTO,1
/REP,FAST
4.3.打开点号,关闭线号:
UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...
设置点号为“on”,设置线号为“off”,然后选择[OK]。
或用命令:
/PNUM,KP,1
/PNUM,LINE,0
/REPLOT
4.4.创建线,将关键点连接出来。
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>StraightLine>…
按照上图所示,依次将关键点连接,然后点保存。
或用命令:
LSTR,28,41
LSTR,41,42
LSTR,42,31
SAVE
4.5.关闭点号,打开线号:
UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...
设置点号为“off”,设置线号为“on”,然后选择[OK]。
或用命令:
/PNUM,KP,0
/PNUM,LINE,1
/REPLOT
4.6.创建平面3:
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ByLines>…
弹出对话框后,选择组成平面3的每一条线,点击[OK]确定,然后点保存。
或用命令:
FLST,2,6,4
FITEM,2,42
FITEM,2,41
FITEM,2,28
FITEM,2,29
FITEM,2,30
FITEM,2,43
AL,P51X
SAVE
5.创建平面图形4:
5.
5.1.创建关键点,将所有的点建立出来:
K,,0.1635,0.157,,
K,,0.1605,0.157,,
K,,0.1605,0.1535,,
K,,0.1645,0.1495,,
K,,0.1685,0.1495,,
K,,0.1715,0.1525,,
K,,0.1715,0.1685,,
K,,0.1635,0.1685,,
SAVE
5.2.将界面调整适合于窗口:
点击右侧工具栏的FitView。
或用命令:
/AUTO,1
/REP,FAST
5.3.打开点号,关闭线号:
UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...
设置点号为“on”,设置线号为“off”,然后选择[OK]。
或用命令:
/PNUM,KP,1
/PNUM,LINE,0
/REPLOT
5.4.创建线,将关键点连接出来。
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>StraightLine>…
按照上图所示,依次将关键点连接,然后点保存。
或用命令:
LSTR,43,44
LSTR,44,45
LSTR,45,46
LSTR,46,47
LSTR,47,48
LSTR,48,49
LSTR,49,50
LSTR,50,43
SAVE
5.5.关闭点号,打开线号:
UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...
设置点号为“off”,设置线号为“on”,然后选择[OK]。
或用命令:
/PNUM,KP,0
/PNUM,LINE,1
/REPLOT
5.6.创建平面4:
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ByLines>…
在对话框中,选择Loop选项,点击模型中的一条线,自动拾取整个封闭线环,点击[OK]确定,然后点保存。
或用命令:
FLST,2,8,4
FITEM,2,44
FITEM,2,45
FITEM,2,46
FITEM,2,47
FITEM,2,48
FITEM,2,49
FITEM,2,50
FITEM,2,51
AL,P51X
SAVE
6.创建平面图形5:
6.
6.1.创建关键点,将所有的点建立出来:
K,,0.1635,0.265,,
K,,0.17,0.265,,
K,,0.17,0.238,,
K,,0.18,0.228,,
K,,0.1925,0.228,,
K,,0.1925,0.24,,
K,,0.2025,0.24,,
K,,0.2025,0.218,,
K,,0.1715,0.218,,
SAVE
6.2.将界面调整适合于窗口:
点击右侧工具栏的FitView。
或用命令:
/AUTO,1
/REP,FAST
6.3.打开点号,关闭线号:
UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...
设置点号为“on”,设置线号为“off”,然后选择[OK]。
或用命令:
/PNUM,KP,1
/PNUM,LINE,0
/REPLOT
6.4.创建线,将关键点连接出来。
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>StraightLine>…
按照上图所示,依次将关键点连接,然后点保存。
或用命令:
LSTR,50,51
LSTR,51,52
LSTR,52,53
LSTR,53,54
LSTR,54,55
LSTR,55,56
LSTR,56,57
LSTR,57,58
LSTR,58,59
LSTR,59,49
SAVE
6.5.关闭点号,打开线号:
UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...
设置点号为“off”,设置线号为“on”,然后选择[OK]。
或用命令:
/PNUM,KP,0
/PNUM,LINE,1
/REPLOT
6.6.倒圆角。
对线59,60和线60,61进行倒圆角处理,圆角半径分别为6mm和10mm:
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>LineFillet>…
选择界面中的L59和L60,点击[OK],在Filletradius中输入0.006,点击[Apply];选中的L60和L61,点击[OK],在Filletradius中输入0.01,点击[OK]。
或用命令:
LFILLT,59,60,0.006,,
LFILLT,60,61,0.01,,
6.7.创建平面5
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ByLines>…
弹出对话框后,选择组成平面5每一条线,点击[OK]确定,然后点保存。
或用命令:
FLST,2,13,4
FITEM,2,50
FITEM,2,52
FITEM,2,53
FITEM,2,54
FITEM,2,55
FITEM,2,56
FITEM,2,57
FITEM,2,58
FITEM,2,59
FITEM,2,60
FITEM,2,61
FITEM,2,62
FITEM,2,63
AL,P51X
SAVE
7.关闭线号,打开面号:
UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...
设置线号为“off”,设置面号为“on”,然后选择[OK]。
或用命令:
/PNUM,LINE,0
/PNUM,AREA,1
/REPLOT
8.显示模型
UtilityMenu>Plot>Multi-Plots...
或用命令:
/PNUM,LINE,0
/PNUM,AREA,1
/REPLOT
GPLOT
9.对平面进行粘接
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleane>Glue>Area>…
选择面A1,A2,A3,点击[Apply];然后选择面A4,A5,点击[OK]。
最后点击保存。
或用命令:
AGLUE,1,2,3
AGLUE,4,5
SAVE
10.进入前处理器并指定单元类型为PLANE182,并设置为轴对称类型。
MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete>[Add...]>StructuralSolid>Quad4node182”,然后点击[OK]
ElementType>Option>Elementbehavior(K3)更改为Axisymmetric>[OK]>[Close]。
或用命令:
/PREP7
ET,1,PLANE182
KEYOPT,1,3,1
11.建立材料属性:
MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Structural>Linear>Elastic>Isotropic,默认材料编号为1,在EX框中输入0.2e9,PRXY为0.394;右键MaterialModelNumber1,选择“copy”,材料编号为2,编辑Isotropic中的EX为8.3e9,PRXY为0.28。
或用命令:
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,0.2e9
MPDATA,PRXY,1,,0.394
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,2,,8.3e9
MPDATA,PRXY,2,,0.28
12.划分模型
MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool>…
在ElementAttributes中,选择‘Areas’,点击[Set],选中面A4和A5,点击[OK],在[MAT]项中选择1,点击[Apply];选择面A1、A2、A3,点击[OK],在[MAT]项中选择2,点击[OK]。
勾选SmartSize,精度调到5,Mesh选项选择Areas,Shape选项选择Quad,选择Free方式划分,点击Mesh,点击[PickAll]。
划分网格完成后,点击MeshTool中的[Close]关闭。
或用命令:
FLST,5,2,5,ORDE,2
FITEM,5,4
FITEM,5,-5
CM,_Y,AREA
ASEL,,,,P51X
CM,_Y1,AREA
CMSEL,S,_Y
CMSEL,S,_Y1
AATT,1,,1,0,
CMSEL,S,_Y
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
FLST,5,3,5,ORDE,3
FITEM,5,1
FITEM,5,3
FITEM,5,6
CM,_Y,AREA
ASEL,,,,P51X
CM,_Y1,AREA
CMSEL,S,_Y
CMSEL,S,_Y1
AATT,2,,1,0,
CMSEL,S,_Y
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
SMRT,5
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,0
FLST,5,5,5,ORDE,3
FITEM,5,1
FITEM,5,3
FITEM,5,-6
CM,_Y,AREA
ASEL,,,,P51X
CM,_Y1,AREA
CHKMSH,'AREA'
CMSEL,S,_Y
AMESH,_Y1
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
CMDELE,_Y2
13.添加约束
MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnNodes>…
选择图形1最下方的两个节点,点击[OK],在Lab2中选择UY,在VALUE中输入0。
点击[OK]。
或用命令:
FLST,2,2,1,ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2,23
/GO
D,P51X,,0,,,,UY,,,,,
14.创建接触单元
MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete>[Add...]>Contact>2DTarget169>[OK]
Add/Edit/Delete>[Add...]>Contact>2ndsurf171>[OK]>[Close]
或用命令:
ET,2,TARGE169
ET,3,CONTA171
15.指定接触法向刚度
MainMenu>Preprocessor>RealConstants>[Add...]>Add>Type3CONTA171>[OK]>…
RealConstantSetNo.为1;NormalpenaltystiffnessFKN为0.1;PenetrationtoleranceFTOLN为0.1。
或用命令:
R,1,,,0.1,0.1,,
16.创建目标单元
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
16.1.为目标面选择线
UtilityMenu>Select>Entities>Lines>[OK]>拾取外侧的线>[OK]
或用命令:
FLST,5,16,4,ORDE,7
FITEM,5,25
FITEM,5,-27
FITEM,5,31
FITEM,5,-39
FITEM,5,41
FITEM,5,-43
FITEM,5,64
LSEL,S,,,P51X
16.2.选择附于线上的全部节点
UtilityMenu>Select>Entities>Nodes>Attach
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
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- 关 键 词:
- 有限元 方法 CAE 软件 应用 ANSYS 实验 作业