基于有限元软件Workbench对轴的分析

1基于有限元软件Workbench对轴的分析第1章模型建立..................................................................................................11.1进入模拟平台.................................................................................................11.2Workbench设置静力系统。..........................................................................11.3输入材料属性.................................................................................................21.4创建几何模型：创建草图构造点.................................................................21.5创建几何模型：尺寸标注.............................................................................41.6创建几何模型：Modeling模式中创建线体................................................41.7创建几何模型：线体赋予圆形截面.............................................................51.8进入Mechanical环境.....................................................................................61.9静力分析中分配材料及网格划分.................................................................71.10施加约束.......................................................................................................81.11施加载荷.......................................................................................................81.12添加求解选项并求解...................................................................................91.13查看结果.....................................................................................................10第2章验证收敛性............................................................................................132.1Workbench添加静力分析系统....................................................................132.2创建3D几何模型........................................................................................142.3进入Mechanical程序..................................................................................152.4静力分析C中分配材料和网格划分..........................................................162.5施加载荷及约束...........................................................................................172.6添加求解项并求解查看结果.......................................................................182.7分析收敛性...................................................................................................19第3章模态率的分析........................................................................................263.1建立模态分析系统.......................................................................................263.2创建3D几何模型........................................................................................273.3进入Mechanical程序..................................................................................283.4模态分析D中分配材料和网格划分..........................................................293.5定义边界条件...............................................................................................303.6分析选项设置及求解...................................................................................313.7查看求解结果...............................................................................................31第4章小结........................................................................................................341第1章模型建立1.1进入模拟平台运行ANSYS15.0--Workbench15.0，进入到Workbench数值模拟平台，鼠标左键点击OK关闭欢迎窗口。出现如图1的界面。1.2Workbench设置静力系统。1.1双击StaticStructural或者直接拖动StaticStructural到ProjectSchematic。1.2然后将分析系统命名为shaft。1.3点击Save，保存项目文件名称为Shaft.wbpj。如图1图1.1设置静力系统21.3输入材料属性1.1分析系统A中鼠标左键双击EngineeringData，进入工程数据窗口。1.2输入新材料名称shaft。1.3左侧工具箱下方选择各项同性线弹性材料模型（双击IsotropicElasticity）。1.4材料属性窗口输入弹性模量2.1E+11Pa与泊松比0.281.5工具栏鼠标点击Project，返回工程流程图的Workbench界面。图21.输入材料属性1.4创建几何模型：创建草图构造点1.1如图3，Workbench分析系统A中鼠标左键双击Geometry，进入DM窗口。3图1.31.2导航树选择XYPlane工作平面1.3工具栏点击新草图按钮，创建新草图Sketch1。1.4选择Sketching标签选项。1.5选择Draw下面的构造点命令ConstructionPoint。1.6工具栏选择正视图按钮，则视图调整到正对XY平面。1.7图形区点击鼠标左键，设置如图4的6个点。图1.441.5创建几何模型：尺寸标注1.1选择尺寸标注Dimensions1.2图形区分别点击相邻的两点拖放鼠标显示水平尺寸，显示L1，同样的方法标注另外5个尺寸。1.3修改尺寸的显示单位为Millimeter。1.4明细窗口中设置尺寸：L1=200,L2=100,L3=1000,L4=100,L5=200.1.5Dimensions-Display-Value，图形区显示尺寸大小。图1.51.6创建几何模型：Modeling模式中创建线体1.1选择Modeling标签1.2菜单栏中选择Concept—LineFromPoints1.3图形区中选取相邻两点，由左到右依次选取。1.4PointSecments=Apply，Operation=ADDFrozen。1.5点击工具栏中的Generate。51.6导航栏中显示生成线体Line1，同样生产线体Line2~Line5。图1.61.7创建几何模型：线体赋予圆形截面1.1给线体赋予圆形截面，菜单栏中选择Concept—CrossSection—Circula。1.2导航栏中会出现Circular1。1.3输入Circular1截面半径尺寸75mm。1.4同样生成Circular2。图1.861.5分别对线体赋予截面，选择导航栏5Part，5Body下面两端的2个线体。1.6明细窗口设置CrossSection=Circular1。1.7菜单栏勾选CrossSectionSolids。1.8图形区的两端2个线体以横截面的实体方式显示，如图1.9中的1位置。1.9同样选取3个线体的明细窗口设置CrossSection=Circular2，图形区的显示如图1.9位置3。1.10线体组合成零件，导航树中选择5Part，5Body的5个线体LineBody，鼠标右键点击FromNewPart。1.11导航下显示为5个线体组成1个零件1Part，5Bodies-Part图1.91.8进入Mechanical环境切换回Workbench羡慕流程窗口，双击Setup，进入Mechanical环境。图1.1071.9静力分析中分配材料及网格划分1.1分配材料：导航树中选择Model—Geometry-Part1.2明细窗口中指定前面定义过的材料Assignment=shaft图1.111.3导航树中选择Mesh，右击鼠标，选择GenerateMesh生成默认网格。1.4图形区显示轴单元网格。图1.1281.10施加约束1.1工具栏选点选按钮。1.2图形区选择左侧第三个点。1.3导航树中选择Staticsttuctural（A5），工具栏中选SimplySupported，将限制x，y，z方向的移动。1.4图形区选择左侧第三个点及右侧第三个点。1.5插入固定转动FixedRotation。明细窗口中Definition—RotationX=Fixed；RotationY=Fixed；RotationZ=Free。1.6图形区选择右侧第三个点。1.7插入位移Displacement，明细窗口中Definition—RotationX=Fre