Ansys培训4-AWE作业ds-ws04-1

TrainingManual作业4.1线性结构分析TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业4.1–目标•作业4是一个由5个零部件组成的叶轮泵的装配体。我们主要的目标是对此预带100N皮带轮载荷的装配体进行分析，并加以验证:–在加载后，叶轮变形不会超过0.075mm.–环轴孔的塑料泵的外壳在使用中不会变形超出其材料的弹性极限.TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业4.1–假设•假设泵的外壳被紧紧地固定在泵体的尾端，因此可在固定面上施加“无摩擦支座约束(FrictionlessSupport)”，来模拟其约束.•同样，可在相对轴孔的固定孔上施加“无摩擦支座约束(FrictionlessSupport)”，用于模拟紧固螺栓的接触。（注：如果需要获得在固定孔上的准确应力值，最好采用“Componentonly”支座。•最后，在滑轮上施加轴承载荷（x=100N),以模拟由皮带驱动的载荷。轴承将为分布在与皮带接触的滑轮的表面（CompressionOnly)TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业4.1–接触假设•对于此Workshop，我们在DS中将有两种线性接触可被用，“Bonded”与“NoSeparation”.在此分析中，重要的是明白与理解包含与接触行为相关的所有假设。TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业4.1–起始页•从发射台启动DS.•通过“GeometryFromFile...“选择“Pump_assy3.x_t”.•当DS启动后点击右上角的‘X’关闭向导模板TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业4.1–前处理1.设置工作系统单位制为公制毫米制.–“UnitsMetric(mm,Kg,MPa,C,s)”.2.在目录树中点击泵外壳（Part1).–“ModelGeometryPart1”.3.“Detail”中输入材料“polyethylene”.231TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–前处理•切换图示中前4个接触域为”NoSeparation”.4.按住Shift键，同时点击前4个接触命令条.5.从明细窗中将接触类型设为“noseparation”.•将其余的接触域设置为“绑定（Bonded）”.45TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业4.1–环境•施加轴承载荷:6.选择分析类型.7.点击如图所示的滑轮表面.8.插入一个轴承载荷.–“RMBInsertBearingLoad”9.在明细表中将“Components”设置为“X=100N”.7TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler10...作业4.1–环境10.点击泵外壳(part1)上相对应的面.11.插入一个“无摩擦支座(FrictionlessSupport）”约束.–“RMBInsertFrictionlessSupport”.11TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–环境•现在我们将在如图所示的8个安装孔上的沉孔部分施加”无磨擦约束（FrictionlessSupport)”.•通过按住CTRL键,同时可以分别一起选中每一个所要求的表面，并且我们可以使用一个在DS安装过程中生成的宏（可根据尺寸大小进行选择）.在选取初始面后，运行宏命令找到并选取所有尺寸相同的面。注意：此宏命令须在选择边或实体后执行.TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–环境12.点选任意一个沉孔表面•运行根据尺寸选择的宏命令:13.选择“ToolsRunMacro...“14.在浏览器中选中“selectBySize.js”.–注：如下显示的为一般的路径.15.“Open”.131415C:\ProgramFiles\ANSYSInc\v110\AISOL\DesignSpace\DSPages\macros12TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–环境•在所有选中的表面上施加无摩擦表面支座约束16.“RMBInsertFrictionlessSupport”16TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业4.1–宏命令注释•运行”SelectBySize”宏命令，其结果如前面所述，会将所有尺寸相同的表面自动地添加到选择中去.•当然，这种选择（8个面）也可以通过仔细地单独选取实现，但是当需要选择的量较大时，使用这种技术将会非常节省时间.•当根据尺寸选择时要小心。所有的相同尺寸的几何元素都将会被选择中。确保不要有“多余”的几何元素被选中。•在同一目录中，还有其它宏命令。这些宏命令是用“Jscript”脚本编写的，可以用一些如记事本等典型的文本编辑器打开和浏览.TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业4.1–求解•向求解命令条中添加结果选项:17.点选求解命令条:–“RMBInsertStressEquivalent(von-Mises)”18.重复添加“TotalDeformation”选项1718TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–求解•由于出现了非绑定接触的无摩擦支座约束，DS在求解过程中将会打开“WeakSprings”使用开关。如果我们已知模型是全约束的，我们可以关掉这项功能。在关掉它前，应确保模型没有刚体位移。若没有完成此项设置，将会导致求解不收敛.19.点击求解命令条，在明细窗中选项“WeakSprings”的设置从“ProgramControlled”切换为“Off”20.Solve20TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业4.1–后处理•当求解结果完成后，点选每一结果以显示结果的图像.–虽然这图像在实际中能检验我们的载荷工况，但是由于模型的许多地受实际情况的影响很小，因此，这此图像与理想结果还是有所差异的.•为了提高所获得的结果的质量，我们要分别仔细地观察每一结果TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–后处理21.点选“求解”命令条，并将选择模式切换到“体（Body）”选择模式样.22.选择叶轮(part2).•插入等效应力.–“RMBInsertStressequivalent(vonMises)”•注意：在明细表窗中的新结果指示的是在“1Body”域内的结果.2122TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–后处理•重复上一页的操作，在叶轮部分插入“整体形变（TotalDeformation)”结果选项.•分别重复添加泵外壳(part1)上的应力与变形结果选项.•将新结果更名为如图所示以简化处理.•再次求解.–注：在模型中添加新的结果并求解不会进行一次完全的求解。求解的结果将保存DB文件中，并只需进行一次数据的更新即可.TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–后处理•通过检查叶轮的变形，验证其结果将满足我们其中的一个目标。0.075最大的变形约为0.026mm(目标0.075)TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–后处理•通过对外壳应力的检查表明，整体应力水平处于材料的弹性权限之下（拉抻屈服应力为25MPa）。我们可再次使用选域技术使用我们感兴趣区域的结果能单独显示出来.感兴趣的区域MaximumstressesTrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–后处理•首先选择隐藏滑轮与叶轮部分.23.选择滑轮，然后“RMBHideBody”（注：虽然我们隐藏了整个实体，但进行面或边选择时，仍能实现对其操作）•重复对叶轮的操作.23TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–后处理24.点击“Solution”命令条，并将选择模式切换为“面（Face）”选择模式.25.选中如图所示泵外壳的5个面(part2).2425TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–后处理•插入等效应力.–“RMBInsertStressequivalent(vonMises)”•仔细观察在模型体上的新结果.•选择如图所示的背面，并重复这一过程.TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业4.1–后处理•检查新的结果是否满足我们要求.•插入任意满足我们要求的图片并生成报告，从而完成workshop.