03-ANSYS实验上机实例

ANSYS上机实例南京农业大学工学院机械工程系2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例（一）问题描述模型如上图所示，两个圆孔的半径和倒角的半径都是0.4m，两个半圆的半径都是1.0m，板厚度为0.5m。材料属性为弹性模量E=2.06×1011Pa（钢材），泊松比为0.3，密度为7.8×103kg/m3。Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例一（连接板建模）进入ANSYS程序→ANSYS生成几何模型创建矩形ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Rectangle→ByDimension输入如下数值：X1=0,X2=6,Y1=-1,Y2=1→APPLY输入第二个矩形的坐标数值：X1=4,X2=6,Y1=-1,Y2=-3→OKExercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例一（连接板建模）将工作平面转换到极坐标下，创建圆孔Workplane→Display→WPSetting.选择POLAR为工作平面。Preprocessor→Modeling→Create→Circle→SolidCircle，输入圆心为（0，0），半径为1。平移工作平面原点至右侧矩形底边的中点上，操作为：Workplane→OffsetWPtoKeypoints,选择右侧矩形底边上的左右两点。Preprocessor→Modeling→Create→Circle→SolidCircle，输入圆心为（0，0），半径为1。Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例一（连接板建模）将面积布尔运算加为一体Preprocessor→Modeling→Operate→AddAreas，选择pickAll.创建补丁面积，并布尔相加Preprocessor→Modeling→Create→LineFillet.选择标号为L17和L18的线段，并设置半径为0.4。创建过渡圆弧面积，Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitray→ByLines.选择小圆弧及与其相交的两直线。Preprocessor→Modeling→Operate→AddAreas，选择pickAll.Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例一（连接板建模）创建圆孔，两个小圆孔Preprocessor→Modeling→Create→Circle→SolidCircle，输入圆心为（0，0），半径为0.4。将工作平面原点移至总体总标系原点，Workplane→OffsetWPto→GlobalOrigin。Preprocessor→Modeling→Create→Circle→SolidCircle，输入圆心为（0，0），半径为0.4。从支架中减去两个小圆孔Preprocessor→Modeling→Operate→Subtract→Areas，先选取矩形面，点击APPLY，再选取两个小圆，点击OK.Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例二（光盘分析）问题描述模型如上图所示，标准光盘，置于52倍速光驱中处于最大读取速度（约为10000r/min），计算光盘在运行时其内部应力分布。光盘参数：外径＝120mm，内孔径＝15mm，厚度＝1.2mm，弹性模量E=1.6×104MPa（聚碳酸脂），泊松比为0.3，密度为2.2×103kg/m3。Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例二（光盘分析）进入ANSYS程序→ANSYS生成几何模型创建矩形ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→Annulus输入如下数值：X=0,Y=0,Rad1=0.12,Rad2=0.015→APPLYExercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例二（光盘分析）设定单元类型单元类型plan42，定义OptionK3设为planestrsw/thk，设定实常数RealConstants中加入厚度常数1.2e-3m.Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例二（光盘分析）设定材料属性弹性模量E=1.6×109Pa（钢材），泊松比为0.3，密度为2.2×103kg/m3Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例二（光盘分析）划分网格用映射分网（也可以直接使用Smartsize分网)设定每段线段划分10份Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例二（光盘分析）施加约束切换坐标至总体柱坐标，把所有节点变换到总体柱坐标下使用Select工具，选择Node→ByLocation→X→0.0075→Aplly.选择内孔所有节点。（在柱坐标系下，X代表径向，Y代表周向）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例二（光盘分析）计算结果Exercise总变形图VonMises等效应力图径向应力分布图2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例三（齿轮建模问题）问题描述上图所示为一个直齿轮的结构示意图，结构参数为模数m=6、齿数z=28。建立有限元模型。Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系建立模型主要步骤示意图（续）ANSYS实例三（齿轮建模问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系建立模型主要步骤示意图ANSYS实例三（齿轮建模问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系建立模型步骤ANSYS实例三（齿轮建模问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系以10node92单元划分齿轮模型ANSYS实例三（齿轮建模问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例四（平面应力对称性问题）问题描述上图所示为一个承受单向拉伸的正方形板(单位为mm)，长度和宽度均为20mm，厚度为0.1mm。已知材料属性为弹性模量E=2×1011Pa，泊松比为0.3，拉伸的均布载荷q＝1000Pa。Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系建立模型结果ANSYS实例四（平面应力对称性问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系划分网格结果ANSYS实例四（平面应力对称性问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系约束和载荷施加结果ANSYS实例四（平面应力对称性问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系计算变形结果ANSYS实例四（平面应力对称性问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系计算变形结果ANSYS实例四（平面应力对称性问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系计算等效应力结果ANSYS实例四（平面应力对称性问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系计算等效应力对称扩展结果ANSYS实例四（平面应力对称性问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例五（连杆受力分析）问题描述上图所示为蒸气轮机连杆的几何模型，连杆的厚度为0.5m，在小头孔的内侧90度范围内承受P＝1000Pa的面载荷作用，利用有限元分析该连杆的受力状态，连杆的材料属性为弹性模量E=3×107Pa，泊松比为0.3，密度为7800kg/m3。Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系建立模型步骤ANSYS实例五（连杆受力分析）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系建立模型（续）、划分网格ANSYS实例五（连杆受力分析）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系施加载荷和约束ANSYS实例五（连杆受力分析）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系计算结果ANSYS实例五（连杆受力分析）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例六（对称性及分割问题）问题描述上图所示为轮子的2D平面图，其中列出了该轮的基本尺寸（单位为英寸），中间筋板上的孔有8个，圆周均布。现要分析该轮仅承受Z轴旋转角速度作用下，轮的受力及变形情况。已知角速度ω＝525rad/s，材料属性为弹性模量E=30×10^6Psi，泊松比为0.3，密度为0.00073lb/in^3。Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系建立模型结果ANSYS实例六（对称性及分割问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系划分网格结果ANSYS实例六（对称性及分割问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系不同类型单元连接处单元转换结果（20node95to10node92)ANSYS实例六（对称性及分割问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系施加载荷和约束后结果ANSYS实例六（对称性及分割问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系求解结果（1/16结构）ANSYS实例六（对称性及分割问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系求解结果（结构扩展）ANSYS实例六（对称性及分割问题）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系ANSYS实例七（活塞受力分析）问题描述Exercise上图所示为汽车活塞的几何模型，在Pro/E中已经建立模型。在活塞顶部承受P＝1000N的面载荷作用，利用有限元分析该活塞的受力状态，连杆的材料属性为弹性模量E=2.06×1011Pa，泊松比为0.3，密度为7900kg/m3。2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系导入IGS模型ANSYS实例七（活塞受力分析）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系划分网格ANSYS实例七（活塞受力分析）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系施加载荷和约束ANSYS实例七（活塞受力分析）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系计算结果ANSYS实例七（活塞受力分析）Exercise2020/4/15南京农业大学工学院机械工程系THEEND