ANSYS课程设计作业

CAD/CAE软件实践课程设计题目及要求第一题（平面问题）：如图所示零件，所受均布力载荷为q,分析在该作用力下的零件的形变和应力状况，本题简化为二维平面问题进行静力分析，零件材料为Q235。序号数据（长度单位mm，分布力单位N/cm）ABCDq1825462124Ф56220一.创建几何模型1.建立关键点MainMenuPreprocessorModelingCreateKeypointsinActiveCS，输入节点1(0,0)、2(0,150)、3(127,150)、4（254,150)、5(254，88)、6(130，88)点OK。2.连直线MainMenuPreprocessorModelingCreateLinesLinesinActiveCS，用光标点1，2点，2,3点，3，4点，4，5点，5，6点连成直结，点Apply；连完，点OK。3.组合成平面图形.MainMenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitraryBylines,弹出对话框，用光标点各线段。4.在总体中减去两个圆.（1）先建立两个圆MainmenuProprocessorModelingCreateAreasCircleSolidCircles.输入：WPX=50WPY=100RADIUS=29点“Apply”,输入：WPX=192WPY=119RADIUS=15点“OK”.（2）用布尔运算，将这两个圆从整体中减去MainMenuProprocessorModelingOperateBooleansSubtractAreas.弹出对话框后，用光标先点基体（即总体，此时总体颜色变红），点”OK”，再点两个要减去的圆，再点“OK”二.定义单元类型及其常数1.定义单元类型MainMenuProprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete，弹出对话框中后，点“Add”。双弹出对话框，选“Solid”和“8node82”,点“OK”，退回到前一个对话框。2.设置单元选项点“ElementType”对话框中的“Options”K3处选：Plansstrsw/thk(表示选平面应力单元应有有厚度)K5处选：Nodalstree(表示需要额外输出单元节点应力)K6处选：Noextraoutput.3.定义几何常数（即单元厚度）MainMenuProprocessorRealConstantsAdd/Edit/Delete，弹出对话框中后，点“Add”,再点“OK”,弹出对话框，输入厚度值1。4.定义材料属性MainMenuProprocessorMaterialPropsMaterialModels.弹出对话框，双击StructuralLinerElasticIsotropic。输入弹性模量和泊松比，点击OK。三.划分网格１.定义网格尺寸MainMenuProprocessorMeshingSizeCntrlsManualSizeAreasAllAreas,弹出对话框，输入单元边长为:32.划分网格MainMenuProprocessorMeshingMeshAreasFree,弹出对话框，点“PickAll”。四.加载和求解1.定义分析类型MainMenuSolutionAnalysisTypeNewAnalysis,选择Static。2.定义位移约束MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnLines，弹出对话框后,选择最左面的那条线，再点OK，在弹出的对框中选“AllDOF”，VALUE中输入0。3.加载荷MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralPressureOnLines，在弹出的对话框中输入所加分布力的大小为22，点”OK”.4.求解MainMenuSolutionSolveCurrentLS五.后处理1.查看总体变形MainMenuGeneralPostprocPlotResultsDeformedshape2.查看位移分布图MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotNodalSolu,在弹出的对话框中选：NodalSolutionDOFSolutionDisplacementvectorsum。3.查看应力分布图MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotNodalSolu，在弹出的对话框中选：StressvonMisesstress第二题（简单三维问题）：卷扬机卷筒心轴的材料为45钢，轴的结构和受力情况如下图所示。请先用材料力学计算公式校核心轴的强度；然后利用有限元软件对模型进行有限元分析；并最后对两者的结果进行比较分析。序号数据（长度单位mm，力单位KN）ABCDEF18230920921028630（1）理论计算：模型简化:竖直方向：RAF+RBF=2F以A为距心：230F+1150F=1265RBF联系方程组解得：RAF=27.27KNRBF=32.73KN从而可得:在1-1截面处:M1=6.27KN在2-2截面处:M2=4.77KN在3-3截面处:M3=6.12KN在4-4截面处:M4=KN有上数据可见，弯矩最大在1处，但2、3处直径变小，所以需校核1、2、3三处。A11B443322MpadMMpadMMpadM45.7333250.8823262.56.132333322311由于许用强度是100Mpa，截面3不符合强度要求，即截面3是危险截面。（2）ANSYS分析一.创建几何模型1.用ProE创建三维模型2.将三维模型导入ANSYS中：FileImportIGES，弹出对话框，OK，点再点Browse，选择文件prt0002.igs，点OK。导入完成。二.定义单元类型及其常数1.定义单元类型MainMenuProprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete，弹出对话框中后，点“Add”。双弹出对话框，选“Solid”和“10node92”,点“OK”，退回到前一个对话框。2.设置单元选项点“ElementType”对话框中的“Options”K5处选：Nodalstree(表示需要额外输出单元节点应力)K6处选：Noextraoutput3.定义材料属性MainMenuProprocessorMaterialPropsMaterialModels.弹出对话框，双击StructuralLinerElasticIsotropic。输入弹性模量200000和泊松比0.3。三.划分网格１.定义网格尺寸——本处采用灵活方式(SmartSize)MainMenuProprocessorMeshingSizeCntrlsSmartSizeBasic，弹出对话框，选择:2。2.划分网格MainMenuProprocessorMeshingMeshVolumesFree,弹出对话框，点“PickAll。四.加载和求解1.定义分析类型MainMenuSolutionAnalysisTypeNewAnalysis,选择Static。2.定义位移约束MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnAreas弹出对话框后选择左右端圆面，点击OK，弹出对话框选择AllDOF,输入值为0.3.加载荷MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralForce/MonentOnKeypoints弹出对话框后选择所受载荷的点，点OK后弹出另外话框，选择FY，文本框中输入-40000，单击OK。4.求解MainMenuSolutionSolveCurrentLS五.后处理1.查看总体变形MainMenuGeneralPostprocPlotResultsDeformedshape2.查看位移分布图MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotNodalSolu,在弹出的对话框中选：NodalSolutionDOFSolutionDisplacementvectorsum。3.查看应力分布图MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotNodalSolu，在弹出的对话框中选：StressvonMisesstress比较两者的结果可以看出，结果有些差异，但误差在接受范围内，因此ANSYS分析是可行的第三题（常见零件）：一、如图所示零件，工作时该零件由图示2个螺栓（沉孔位置）固定在其它支座平面上，沿A向Φ18凸台承受F1作用力，同时Φ16孔承受向下F2作用力，零件材料为铸钢，图中长度单位为mm。建立三维实体模型，采用静力分析该零件的变形和应力状况。序号数据（长度单位mm，力单位N）ABCDF1F21888Ф178428001600一.创建几何模型1.用ProE创建三维模型2.将三维模型导入ANSYS中：FileImportIGES，弹出对话框，OK，点再点Browse，选择文件prt0003.igs，点OK。导入完成。二.定义单元类型及其常数1.定义单元类型MainMenuProprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete，弹出对话框中后，点“Add”。双弹出对话框，选“Solid”和“10node92”,点“OK”，退回到前一个对话框。2.设置单元选项点“ElementType”对话框中的“Options”K5处选：Nodalstree(表示需要额外输出单元节点应力)K6处选：Noextraoutput3.定义材料属性MainMenuProprocessorMaterialPropsMaterialModels.弹出对话框，双击StructuralLinerElasticIsotropic。输入弹性模量200000和泊松比0.3。三.划分网格１.定义网格尺寸——本处采用灵活方式(SmartSize)MainMenuProprocessorMeshingSizeCntrlsSmartSizeBasic，弹出对话框，选择:2。2.划分网格MainMenuProprocessorMeshingMeshVolumesFree,弹出对话框，点“PickAll。四.加载和求解1.定义分析类型MainMenuSolutionAnalysisTypeNewAnalysis,选择Static。2.定义位移约束MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnAreas,在弹出对话框中选Circle，以小孔中心为圆心,画圆,将两个对称圆周边刚好划入OK。在弹出的对话框中选全约束,输入值为:0。3.加载荷MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralPressureOnAreas。选中凸台，输入值为800MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralForce/MonentOnKeypoints弹出对话框后选择所受载荷的点，点OK后弹出另外话框，选择FY，输入-1600.4.求解MainMenuSolutionSolveCurrentLS五.后处理1.查看总体变形MainMenuGeneralPostprocPlotResultsDeforme