CAD CAE软件实践课程设计(ANSYS软件应用)

关于ANSYS软件应用初步

CAD/CAE软件实践

课程设计

专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械10804 序 号： 03 姓 名： 董志全 指导教师： 李 宁

起止日期：2012年 2 月 13 日 至 2 月 25 日

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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。

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步骤一 创建几何实体模型

1.建立关键点

依次点击Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints >in Active CS，输入节点1(0,0) 2(0,150) 3(112,150) 4(224,150) 5（224,96) 6(130,96) 点击OK即可。 2.连成直线

Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines >Straight Line 用光标点1、2点，2、3点，3、4点，4、5点，5、6点连成直结，连完点“OK”即可。

3.组成平面图形

Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary >By lines 用光标分别点击各条边，全部点击完毕后点击OK，出现如下图形：

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4.挖圆孔 先

建

立

两

个

圆

MainMenu>Proprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>Solid Circles

输入: WP X=50 输入: WP X=177 WPY=100 WPY=123 RADIUS=29 RADIUS=15 然后进行布尔运算，将两个圆从图形中除去

MainMenu>Proprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Areas 弹出对话框后，用光标点基本（即总体），再点“OK”，再点要减去的部分，“OK” 得到新的基本图形。如下图

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步骤二 进行单元属性定义

1定义单元类型。

Main Menu>Proprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete

弹出对话框中后，点“Add” 。双弹出对话框，选“Solid”和“8 node 82”,点“OK，”退回到前一个对话框。

2.设置单元选项

点“Element Type”对话框中的“Options”

K3 处选：Plans stress (表示选平面应力单元没有厚度) K5处选：Nodal stree(表示需要额外输出单元节点应力) K6处选：No extra output.

3.定义材料属性

Main Menu>Proprocessor>Material Props>Material Models. 弹出对话框，双击Structural>Liner>Elastic>Isotropic。输入弹性模量“2e11”和泊松比“0.3” 点击

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“OK”即可。

步骤三 对整个图形进行网格划分及求解

１. 定义网格(单元)尺寸

MainMenu>Proprocessor>Meshing>SizeCntrls>Manual Areas, 弹出对话框，输入单元边长为: 3

2. 划分网格

Main Menu>Proprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free, 弹出对话框，用光标点基本，再点击对话框里的“Pick ” 得到如下图形。

Size>Areas> All

步骤四 加载与求解

1.定义分析类型

Main Menu>Solution>Analysis TypeLoads>Mew Analysis，选择Static. 2.定义位移约束

Main Menu >Solution> Define Loads >Apply >Structural > Displacement >

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On Lines, 弹出对话框后，选择最左边的那条线，再点击 “OK ” ,弹出对话框。选“All DOF” ,VALUE 栏中输入0 。 3. 加载

Main Menu >Solution> Define Loads >Apply >Structural > Pressure > On Lines, 选择需要加分布力的直线,在弹出的对话框中输入所加分布力的大小24,点“OK”。如下图所示

4.求解

Main Menu >Solution> Solve >Current LS.

步骤五 后处理

1.查看总体变形

Main Menu >General Postproc >Plot Results > Deformed shape 选择Def+undeformed.

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2.查看位移分布图

Main Menu >General Postproc >Plot Results > Contour Plot>Nodal Solu, 在弹出的对话框中选：Nodal Solution> DOF Solution > Displacement vector

sum .

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3. 查看应力分布图

Main Menu >General Postproc >Plot Results > Contour Plot>Nodal Solution, 在弹出的对话框中选：

Nodal Solution> Stress > 1st Principal stress .

关于位移与应力的具体数据详见电子文件夹。

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。

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（一） 理论计算

模型简化:

竖直方向：FRA+ FRB=2F 以A为距心：215F+1150F=1265FRB 以B为距心：115F+1050F=1265FRA

联系方程组解得：FRA=27.63KN FRB=32.37KN

M

在2-2截面处:M2=4.42 kN〃m 在3-3截面处:M3=5.68 kN〃m

在4-4截面处:M4=3.72 kN〃m

从而可得:在1-1截面处:1=5.94 kN〃m

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。

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1 32 M3 64.3Mpa

d1 2 32 M 3 32 M3

d2

63.9Mpa 84.9Mpa

d33

由于许用强度是100Mpa，截面3的值 3最大，即截面3是危 …… 此处隐藏：2358字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……