ANSYS有限元-机械零件-CAD分析

上机资料1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。数据（长度单位mm，分布力单位N/cm）序号ABCDq4230266172Ф56220一.建立几何模型分析:该零件可认为是由各边围成的平面减去两个圆所组成1.建立关键点MainMenuPreprocessorModelingCreateKeypointsinActiveCS,弹出下示对话框,输入坐标值序号123456X坐标01513023021300Y坐标000-66-66-1502.连直线MainMenuPreprocessorModelingCreateLinesLinesStraightLine,弹出下示对话框。用光标依次连接个点。如右图所示。3.组合成平面图形MainMenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitraryBylines,弹出对话框。用光标点各线段.4.画两个小圆MainMenuPreprocessorModelingCreateAreasCircleSolidCircle,弹出对话框。输入圆心和半径X坐标50216吴老师资料KUSTKUST上机资料2Y坐标-50-33半径28155.减去小圆MainMenuPreprocessorModelingOperateBooleanSubtractAreas,弹出对话框中后，用光标先点平面，点“OK”，再点要减去的小圆，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并有厚度)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20。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，210000和0.25。三.划分网格１.定义网格(单元)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.加载和求解吴老师资料KUSTKUST上机资料3１.定义分析类型MainMenuSolutionAnalysisTypeNewAnalysis,选择Static2.定义位移约束MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnLine，用光标选择由点1和点6组成的直线，点“OK”.在弹出的对框中选“AllDOF”，VALUE中输入03.加载荷MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralPressureOnLines,弹出对话框,用光标选中由点2和点3组成的直线，点“OK”，弹出对话框，在LoadPRESvalue中输入-22，在Value中输入0。4.求解MainMenuSolutionSolveCurrentLS五.后处理1.查看总体变形MainMenuGeneralPostprocPlotResultsDeformedshape2.查看位移分布图MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotNodalSolu,在弹出对话框中选：NodalSolutionDOFSolutionDisplacementvectorsum3.查看应力分布图MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotNodalSolution,在弹出的对话框中选：NodalSolutionStressvonMisesstress或1stPrincipalstress4.查看应力值数据MainMenuGeneralPostprocListResultsNodalSolution,在弹出的对话框中选：NodalSolutionStressvonMisesstress显示各个节点的数据第二题（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；并最后对两者的结吴老师资料KUSTKUST上机资料4果进行比较分析。数据（长度单位mm，力单位KN）序号ABCDEF42230920861008625一.建立几何模型分析:可认为本结构是由七段圆柱实体组成1.建立实体圆柱，移动工作平面，建立实体，移动工作平面，直到建立模型MainMenuProprocessorModelingCreateVolumesCylinderSolidCylinder输入:X0Y0Radius40Depths302.设置工作平面UtilityMenuWorkPlaneDisplayWorkingPlaneUtilityMenuWorkPlaneWPSettings弹出对话框,如右图设置数据，OK.3.设置工作平面UtilityMenuWorkPlaneOffsetWPbyIncrements输入OffsetWP所示，OK4.依次重复步骤1,2,3，分别输入以下参数，直到建模完成。圆柱234567X000000Y000000Rad.605043504340Dep30WP沿Z轴移动30110WP沿Z轴移动110810WP沿Z轴移动810110WP沿Z轴移动110145WP沿Z轴移动145305.合并将上面已建好的实体，通过“布尔”运算(相当于逻辑运算)合成一个总实体。MainMenuProprocessorModelingOperateBooleansAddVolumes,弹出对话框中选:PickAll二.定义单元类型及其常数吴老师资料KUSTKUST上机资料51.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：Noextraoutput.3.定义材料属性MainMenuProprocessorMaterialPropsMaterialModels.弹出对话框，双击StructuralLinerElasticIsotropic。输入弹性模量210000和泊松比0.25三．划分网格1.定义网格(单元)尺寸MainMenuProprocessorMeshingSizeCntrlsManualSizeSmartSizeBasic,弹出对话框，选择：22.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Static2.定义位移约束MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnAreas,弹出下面的对话框,选择轴的两个断面，OK，在弹出的对话框中，选择AllDOF，在Value中输入03.加载荷MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralForce/MomentOnNodes,弹出下面的对话框,点右边大孔最下点，点“OK”，弹出对话框，选FY，输入-10004.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：NodalSolutionDOFSolutionDisplacementvectorsum3.查看应力分布图吴老师资料KUSTKUST上机资料6MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotNodalSolution,在弹出的对话框中选：NodalSolutionStressvonMisesstress或1stPrincipalstress4.查看应力值数据MainMenuGeneralPostprocListResultsNodalSolution,在弹出的对话框中选：NodalSolutionStressvonMisesstress显示下列数据第三题（常见零件）一、如图所示零件，工作时该零件由图示4个螺栓（沉孔位置）固定，两Φ34孔中装有一轴，轴产生向上作用力为F，零件材料为Q235，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。数据（长度单位mm，力单位N）序号ABCDEF4259R30461967500一.建立几何模型分析:该模型是由两个相互垂直实体的组合体，可以先主体模型，然后旋转WP，建立装轴的两个空心圆柱吴老师资料KUSTKUST上机资料71.建立平板模型MainMenuProprocessorModelingCreateVolumesBlockByDimensions输入:Block1Block2X012311112Y-600-128-60Z0190192.建立四个沉头孔和定位孔MainMenuProprocessorModelingCreateVolumesCylinderSolidCylinder，依次输入以下参数：X坐标61.561.524992499Y坐标-24-119-76-76-106-106Radius4.54.54.54.555Depths1919191919193.建立四个沉头孔的大圆端面以及中心孔MainMenuProprocessorModelingCreateVolumesCylinderSolidCylinder，依次输入以下参数：X坐标61.561.5249961.5Y坐标-24-119-76-76-78Radius6.56.56.56.513.5Depths5555194.建立平板中心空心圆柱体MainMenuProprocessorModelingCreateVolumesCylinderHollowCylinder，依次输入以下参数：XYR1R2Depth161.5-781721.5-18261.5-781721.524361.5-78172