连接支架有限元分析 大作业.docx

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连接支架有限元分析大作业

2014级机械工程ANSYS分析大作业

课程名称：

连接支架有限分析

指导老师：

姓名:

学号：

目录

一、问题描述……………………………………………………1

二、建立模型、定义材料属性…………………………………2

三、划分网格……………………………………………………4

四、添加约束、施加载荷、求解………………………………5

五、结果输出……………………………………………………6

一、问题描述

连接支架尺寸如图所示：

其中数据K为学号最后3位***/10，我的学号是102，k为10.2，支架材料的弹性模量E=2*1011Pa，泊松比u=0.3。

约束和加载要求：

连接支架在底面的四周边界不能发生上下运动，即不能发生轴向的位移；在底面的两个孔圆周上不能发生任何方向的运动，在半径为9的轴孔的内表面A处分布有k*106Pa的压力，在宽为10的B表面分布有k*107Pa的压力。

进行ANSYS分析。

二、建立模型，定义材料属性

1、模型分析

该连接支架结构对称，由底板、轴孔和肋板组成，可按由底向上的顺序建模。

2、建模过程

1）底板：

显示工作平面，把坐标系绕X轴旋转90度。

用createrectanglebydimensions在工作平面做一个20*29.1的矩形，X：

0，20；Y：

0，29.1。

在前方X轴外侧的两条交线做半径为7的倒角，并将圆弧和两条直角边形成平面。

移动工作平面

用solidcircle做圆面，半径为3。

面相减：

大矩形减去倒角和圆。

拉伸：

用alonenormal,选择已作的唯一图形，拉伸长度为5。

用reflect把延XZ平面镜像，把两块对称的volume加在一起。

2）圆柱轴筒和矩形槽

移动工作平面到原点。

用createrectanglebydimensions在工作平面做矩形。

用alonenormal拉伸该矩形，拉伸长度为-32.2，生成长方体。

将该长方体沿XY方向镜像。

用solidcircle作圆，圆心坐标：

0，0；半径分别为9和13。

面相减：

大圆减小圆。

沿Y轴旋转工作平面，旋转角度为90度，用divide把圆环按工作平面分为两部分，把底板以外的部分删掉。

用alonenormal选择半圆环拉伸，拉伸长度为-30.2

将工作平面移动到底板前方上表面棱线中点，坐标系绕Y轴旋转-90度。

用createrectanglebydimensions在工作平面建矩形。

用alonenormal拉伸该矩形，拉伸长度为7，生成长方体a。

移动工作平面到生产长方体的前端上表面棱线中点，用createrectanglebydimensions建矩形。

用alonenormal拉伸该矩形，拉伸长度为-4，生成长方体b。

从长方体a中减去长方体b。

用圆柱桶外表面把长方体槽分成两部分，删去进入圆柱桶的部分。

3）肋板

将当前工作平面选为当前坐标系。

移动工作平面到底板上表面左后顶点，创建关键点0，-3，0；再移动工作平面到支架竖直部分上表面左后方顶点，创建关键点0，0，3；用这两点和底板与竖直部分交点创建直角三角形平面，拉伸5得一个肋板。

返回原始工作平面。

镜像得到另一侧肋板。

4）用glue选择pickall粘结所有块。

模型建立完毕，如下图：

3、定义材料属性

在materialmodel中选择isotropic，输入弹性模量2e11Pa，泊松比0.3。

三、划分网格

1、定义单元类型

在elementtypes中选择add，创建新类型；选择solid，brick8node45。

2、划分网格

如下图，用divide把长方形槽和圆柱套筒的规则部分与不规则部分分开。

选择mashtool，设置global的elementsedgesize为2。

肋板、竖直套筒、水平槽用sweep划分，其他不规则部分自由划分。

网格划分完毕，将所有块粘结在一起。

四、添加约束，施加载荷，求解

1、添加约束

在主菜单中选择solution>defineload>apply>structure>displacement：

选择onlines，选择支架在底面的四周边界，选择Y向约束；

选择onareas，选择底板的两个定位孔，选择alldots。

2、施加载荷

solution>defineload>apply>structure>pressure>onlines，选择A面，加载10200000；

选择B面，加载1020000000。

3、求解

用currentLS求解，看到提示：

“solutionisdone!

”，点击close，求解结束。

五、结果输出

1、模型变形图

2、节点当量应力云图

节点当量应力表

PRINTSNODALSOLUTIONPERNODE

*****POST1NODALSTRESSLISTING*****

PowerGraphicsIsCurrentlyEnabled

LOADSTEP=1SUBSTEP=1

TIME=1.0000LOADCASE=0

NODALRESULTSAREFORMATERIAL1

NODES1S2S3SINTSEQV

152621.-0.17448E+07-0.29915E+080.29967E+080.29113E+08

20.21235E+07-0.73230E+07-0.86369E+080.88493E+080.84172E+08

4-0.17443E+07-0.80716E+07-0.54060E+080.52316E+080.49457E+08

.......

MINIMUMVALUES

NODE3363336383627222722

VALUE-0.14999E+09-0.18302E+09-0.39859E+090.48185E+070.42544E+07

MAXIMUMVALUES

NODE7811527947781781

VALUE0.42970E+090.19169E+090.83728E+080.52522E+090.49790E+09