连接支架有限元分析

连接支架有限元分析有限元课程大作业指导老师：沈韶华姓名：侯参参班级：06机械5班学号：0601105312008年11月20日连接支架有限元分析1目录一、问题描述…………………………………………2二、建立模型，定义材料属性………………………4三、划分网格…………………………………………6四、添加约束，施加载荷，求解……………………7五、结果输出…………………………………………8连接支架有限元分析2连接支架有限元分析一、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531，k为53.1，故尺寸为：支架材料的弹性模量E=2*1011Pa，泊松比u=0.3。101.1175.177.1连接支架有限元分析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。连接支架有限元分析4二、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：①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*50.55的矩形，X：0，20；Y：0，50.55。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。②移动工作平面，X、Y、Z增量为13，43.55，0。用solidcircle做圆面，半径为3。③面相减：大矩形减去倒角和圆。④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①移动工作平面到原点。用createrectanglebydimensions在工作平面做矩形，X：0，5；Y：9，11。用alonenormal拉伸该矩形，拉伸长度为-70.1，生成长方体。将该长方体沿XY方向镜像。②用solidcircle作圆，圆心坐标：0，0；半径分别为9和11。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-70.1。③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，X：0，-70；Y：-9.5，9.5。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，X：0，-70；Y：5，5。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。④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。连接支架有限元分析53)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。连接支架有限元分析6三、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。连接支架有限元分析7四、添加约束，施加载荷，求解1、添加约束在主菜单中选择solutiondefineloadapplystructuredisplacement：①选择onlines，选择支架在底面的四周边界，选择Y向约束；②选择onareas，选择底板的两个定位孔，选择alldots。2、施加载荷solutiondefineloadapplystructurepressureonlines，选择A面，加载50500000；选择B面，加载5050000000。3、求解用currentLS求解，看到提示：“solutionisdone!”，点击close，求解结束。连接支架有限元分析8五、结果输出1、模型变形图2、节点当量应力云图连接支架有限元分析9最大应力为0.579*1011Pa，最小应力为0.443*108Pa。3、节点当量应力表PRINTSNODALSOLUTIONPERNODE*****POST1NODALSTRESSLISTING*****LOADSTEP=1SUBSTEP=1TIME=1.0000LOADCASE=0NODES1S2S3SINTSEQV22870.12617E+110.76972E+09-0.50308E+110.62924E+110.57917E+1130650.12365E+110.25777E+09-0.48872E+110.61237E+110.56171E+1122560.12485E+110.53720E+09-0.48674E+110.61159E+110.56147E+11连接支架有限元分析1022570.12595E+110.54454E+09-0.43145E+110.55740E+110.50798E+11……其中，最大、最小应力点和对应应力大小为：MINIMUMVALUESNODE970264228745584558VALUE-0.94287E+10-0.29604E+11-0.50308E+110.46407E+080.40239E+08MAXIMUMVALUESNODE21662288291522872287VALUE0.26763E+110.15722E+110.66422E+100.62924E+110.57917E+11连接支架有限元分析114、定义路径，输出路径应力①定义路径：如上图，定义两条路经t1，t2。②选择路径t2，当量应力图：连接支架有限元分析12③x向应力：