ANSYS有限元分析.pdf

1、 指导老师 马季红 学院 机电工程学院 专业 机械电子工程 01班 姓名 潘嘉滨 学号 1503181115 2017 11 03 ANSYS有限元分析 胶凳分析 1 目录 问题的条件与分析 2 前处理 3 1 定义单元类型 3 2 定义材料属性 4 3 定义实常数 5 4 建立模型 6 5 划分网格 15 边界条件加载 18 求解 20 后处理 20 结果分析 21 命令流 24 2 问题 的 条件 与分析 问题 试建立 两个粗略的 胶 凳模型 在 胶 凳面上加载相等的应力载荷 按照实际情况对 胶 凳脚施加约束 进行静力学分析 对比分析 胶 凳中 间圆孔对应力集中的影响 条件 胶凳由五个部分

2、组成 如上图 其材料厚度为 3mm 材料的弹 性模量为 50 2 10E M Pa 泊松比为 0 3 胶凳具体尺寸上网查得 分析 3 由于结构是一个薄壁结构 选用壳单元 shell63进行分析 涉及 到单元类型的设置 对于结构和载荷具有对称特点的分析 为减少 工作量和求解时间 采用对称来处理 建立 1 4的模型分析 主要 通过对比两种胶凳变形云图与应力云图得出相应的结论 前处理 1 定义单元类型 选用 shell63单元类型 截图如下图所示 4 2 定义材料属性 选用线性的材料模型 输入属性参数弹性模量 50 2 10E M Pa 和泊松比 0 3 如下图所示 5 3 定义实常数 该类型的实常

3、数即壳的厚度 为 3mm 如图所示 6 4 建立模型 采用 自顶向下的建模方法 按照如下步骤建立模型 1 创建关键点 1 0 0 65 2 41 0 65 3 65 0 41 4 65 0 0 5 41 9 120 65 9 6 65 9 120 41 9 7 65 9 120 41 9 24 30 0 0 0 7 2 生成轮廓线 按照下面线的编号 生成轮廓线 L1 1 2 L2 3 4 L3 2 5 L4 3 6 L5 5 7 L6 7 6 生成的轮廓线如下图所示 8 3 轮廓线倒角 对轮廓线进行倒角 倒角半径为 4 如下图所示 9 4 生成新关键点 和轮廓线 通过复制 9 10 沿 y轴移

4、动 24生成新关键点 如下图新增的 16 17 并按照如图所示连接起来 5 第二组线的倒角 对上图中 L11 L12 L13 L14 L5 L6进行倒角 倒角半径 分别为 6 6 8 结果如下图所示 10 6 凳脚面的生成 a 扫描 L7沿着 L11 L15线扫描 L8沿着 L13 L16扫描 b 修补 通过蒙皮的方法将 L12 L14部分的面修补出 c 生成凳脚面 通过蒙皮的方法在 L11 L13 L15 L16 L12 L14间生成面 结果如下图所示 11 7 凳面的生成 沿着上表面的线生成板凳的上表面 凳脚垫板也如此 12 最终效果图如下图所示 8 凳边缘的生成 a 通过 1 4 相对坐

5、标变化生成两个新关键点 33 34 新关 键点为凳边缘的中点位置 b 将生成的两个新关键点投影在凳脚上 再生成两个新关键 点 35 36 对应连成线 c 将所有线围成面 得到凳的边缘部分 如下图所示 13 9 凳 加强板 的生成 按照凳边缘类似的操作生成加强板 并在其基础上进行模型修 补 对必要的地方进行倒角 倒角半径大小均为 14 并生成面 结果 如下图所示 14 10 凳内部加强筋的生成 建立相应的关键点 通过关键点构造加强筋的面 如下图所示 面 A4为生成的加强筋 15 5 划分网格 1 在划分网格工具中对模型所有的线进行划分 2 点击 mesh进行划分网格 划分结果如图所示 16 3

6、对 1 4 的模型进行镜向 PlotCtrls Style Symmetry Expansion User Specified Expansion 按照如图参数 然后 显示 结果 17 18 边界条件加载 1 对边界中 1 4 模型互相连接部分的线施加对称约束 Solution Define Loads Apply Structural Displacement Symmetrys B C On lines 结果如图所示 2 对凳脚面进行全约束 使其固定在地面 Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Areas 19 3 对

7、板凳面施加均布载荷 大小为 0 15 Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Areas 显示结果如下 20 求解 按照如下操作对模型进行计算求解 Solution Solve Current LS 后处理 1 查看结果 显示位移云图 General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu 如图 1 2 查看结果 显示应力云图 如下面图 2 21 结果分析 对上面模型进行修改 将椅子中间 打洞并在洞边缘齿添加加强筋 22 重复上述分析 23 结论 首先从两种胶凳的应力云图可以看出

8、中间打有圆孔的胶凳 将主要应力较为均匀地分布在胶凳的凳面上 而对于没有圆孔的胶凳 对于 四个 凳脚 承受的应力普遍要比带圆孔的胶凳大 结合位移云图 我们发现带有圆孔的胶凳凳脚 位移要小 由此可见 圆孔可以将载荷 应力平均集中在凳面上 以减小凳脚的应力 有效地提高了胶凳的承 重能力 24 命令流 PREP7 et 1 shell63 MPTEMP MPTEMP 1 0 MPDATA EX 1 0 2e5 MPDATA PRXY 1 0 3 R 1 3 RMORE RMORE RMORE R 1 3 0 0 0 0 0 RMORE 0 0 0 RMORE RMORE 0 TITLE stool R

9、EPLOT K 1 0 0 65 K 2 41 0 65 K 3 65 0 41 K 4 65 0 0 K 5 50 120 74 K 6 74 120 50 K 7 74 120 74 K 30 0 0 0 K 30 0 0 0 USER 1 LSTR 1 2 LPLOT KPLOT LPLOT KPLOT LSTR 3 4 LSTR 2 5 LSTR 3 6 LSTR 5 7 LSTR 7 6 LPLOT LFILLT 1 3 4 LFILLT 3 5 4 LFILLT 6 4 4 LFILLT 2 4 4 FLST 3 2 3 ORDE 2 FITEM 3 9 FITEM 3 10 FL

10、ST 3 2 3 ORDE 2 FITEM 3 9 FITEM 3 10 KGEN 2 P51X 24 0 KPLOT LSTR 9 16 LSTR 16 15 LSTR 10 17 LSTR 17 13 LPLOT LFILLT 11 12 6 LFILLT 13 14 6 LFILLT 5 6 8 FLST 8 2 4 FITEM 8 11 FITEM 8 15 ADRAG 7 P51X APLOT LPLOT FLST 8 2 4 FITEM 8 13 FITEM 8 16 ADRAG 8 P51X FLST 2 2 4 FITEM 2 21 FITEM 2 10 ASKIN P51X

11、FLST 2 2 4 FITEM 2 27 FITEM 2 9 ASKIN P51X FLST 2 2 4 FITEM 2 11 FITEM 2 13 ASKIN P51X FLST 2 2 4 25 FITEM 2 15 FITEM 2 16 ASKIN P51X FLST 2 2 4 FITEM 2 12 FITEM 2 14 ASKIN P51X KPLOT APLOT KPLOT LSTR 1 30 LSTR 30 4 LPLOT FLST 2 7 4 FITEM 2 36 FITEM 2 1 FITEM 2 19 FITEM 2 22 FITEM 2 31 FITEM 2 2 FIT

12、EM 2 37 AL P51X FLST 2 6 4 FITEM 2 26 FITEM 2 29 FITEM 2 32 FITEM 2 6 FITEM 2 17 FITEM 2 5 AL P51X APLOT FLST 3 1 3 ORDE 1 FITEM 3 4 KGEN 2 P51X 1 35 18 0 FLST 3 1 3 ORDE 1 FITEM 3 1 KGEN 2 P51X 18 1 35 0 KWPAVE 33 wpro 90 000000 FLST 2 2 4 ORDE 2 FITEM 2 3 FITEM 2 4 LSBW P51X LSTR 33 4 LSTR 33 36 K

13、PLOT LSTR 1 34 LSTR 34 35 LPLOT FLST 2 5 4 FITEM 2 43 FITEM 2 38 FITEM 2 7 FITEM 2 1 FITEM 2 42 AL P51X FLST 2 5 4 FITEM 2 4 FITEM 2 41 FITEM 2 10 FITEM 2 2 FITEM 2 3 AL P51X APLOT KBETW 4 33 0 DIST 80 KBETW 4 33 0 DIST 95 KBETW 1 34 0 DIST 80 KBETW 1 34 0 DIST 95 KWPAVE 37 LSBW 40 KPLOT KWPAVE 38 L

14、SBW 44 KWPAVE 39 LSBW 39 KWPAVE 40 LSBW 44 LPLOT KPLOT LSTR 39 43 LSTR 39 40 LSTR 40 44 LSTR 42 38 LSTR 38 37 LSTR 37 41 LPLOT FLST 2 4 4 FITEM 2 44 26 FITEM 2 49 FITEM 2 50 FITEM 2 48 AL P51X FLST 2 4 4 FITEM 2 53 FITEM 2 52 FITEM 2 51 FITEM 2 46 AL P51X REPLOT APLOT LFILLT 47 43 14 LFILLT 45 4 14

15、LFILLT 47 44 14 LFILLT 50 39 14 LFILLT 40 51 14 LFILLT 53 45 14 FLST 2 3 4 FITEM 2 54 FITEM 2 55 FITEM 2 56 AL P51X FLST 2 3 4 FITEM 2 60 FITEM 2 61 FITEM 2 62 AL P51X FLST 2 3 4 FITEM 2 63 FITEM 2 65 FITEM 2 64 AL P51X FLST 2 3 4 FITEM 2 66 FITEM 2 67 FITEM 2 68 AL P51X FLST 2 3 4 FITEM 2 70 FITEM

16、2 71 FITEM 2 69 AL P51X FLST 2 3 4 FITEM 2 59 FITEM 2 57 FITEM 2 58 AL P51X KWPAVE 30 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro

17、 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro

18、 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 27 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 w

19、pro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 wpro 45 000000 FLST 2 4 5 ORDE 4 FITEM 2 2 FITEM 2 4 FITEM 2 10 FITEM 2 11 ASBW P51X FLST 3 1 3 ORDE 1 FITEM 3 30 KGEN 2 P51X 15 0 KWPAVE 57 wpro 90 000000 FLST 2 4 5 ORDE 4 FITEM 2 2 FITEM 2 4 FITEM 2 10 FITEM 2 11 ASBW P51X FLST 2 5 5 ORDE

20、 5 FITEM 2 2 FITEM 2 4 FITEM 2 8 FITEM 2 10 FITEM 2 11 ASBW P51X wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 ASBW 10 ASBW 2 ASBW 8 FLS

21、T 2 2 5 ORDE 2 FITEM 2 4 FITEM 2 11 ASBW P51X LSBW 78 KPLOT APLOT wpro 90 000000 wpro 90 000000 wpro 90 000000 LSBW 78 KPLOT LPLOT LPLOT KPLOT LSTR 65 33 LPLOT LDELE 29 FLST 3 2 8 FITEM 3 23 3464951935 18 5 1265241636 FITEM 3 28 2722998331 18 42 4617622103 K P51X LPLOT K 90 0 0 15 K 90 0 0 15 28 LDE

22、LE 29 KDELE 90 K 90 0 15 0 K 90 0 15 0 LSTR 65 90 LSTR 57 30 FLST 2 5 4 FITEM 2 29 FITEM 2 78 FITEM 2 73 FITEM 2 75 FITEM 2 17 AL P51X FLST 2 5 4 FITEM 2 75 FITEM 2 17 FITEM 2 73 FITEM 2 78 FITEM 2 29 AL P51X APLOT FLST 2 2 4 FITEM 2 17 FITEM 2 78 ASKIN P51X FLST 2 2 4 FITEM 2 75 FITEM 2 78 ASKIN P5

23、1X ADELE 11 FLST 2 5 4 FITEM 2 17 FITEM 2 75 FITEM 2 73 FITEM 2 78 FITEM 2 29 AL P51X FLST 2 5 4 FITEM 2 17 FITEM 2 29 FITEM 2 78 FITEM 2 73 FITEM 2 75 AL P51X FLST 2 5 3 FITEM 2 30 FITEM 2 90 FITEM 2 65 FITEM 2 59 FITEM 2 58 A P51X APLOT FLST 5 89 4 ORDE 2 FITEM 5 1 FITEM 5 89 CM Y LINE LSEL P51X C

24、M Y1 LINE CMSEL Y LESIZE Y1 2 1 FLST 5 89 4 ORDE 2 FITEM 5 1 FITEM 5 89 CM Y LINE LSEL P51X CM Y1 LINE CMSEL Y MSHAPE 0 2D MSHKEY 0 FLST 5 27 5 ORDE 4 FITEM 5 1 FITEM 5 10 FITEM 5 12 FITEM 5 28 CM Y AREA ASEL P51X CM Y1 AREA CHKMSH AREA CMSEL S Y AMESH Y1 CMDELE Y CMDELE Y1 CMDELE Y2 FLST 2 4 4 ORDE

25、 4 FITEM 2 3 FITEM 2 42 FITEM 2 49 FITEM 2 52 29 DL P51X SYMM FLST 2 5 4 ORDE 5 FITEM 2 3 FITEM 2 42 FITEM 2 49 FITEM 2 52 FITEM 2 78 DL P51X SYMM DL 78 SYMM APLOT APLOT 1 1 APLOT 1 1 KPLOT APLOT VPLOT APLOT EPLOT FLST 2 2 4 ORDE 2 FITEM 2 36 FITEM 2 37 DL P51X SYMM DL 88 SYMM FLST 2 2 5 ORDE 2 FITEM 2 27 FITEM 2 28 GO DA P51X ALL FLST 2 2 5 ORDE 2 FITEM 2 22 FITEM 2 23 SFA P51X 1 PRES 0 15 SOLVE FINISH PLNSOL U SUM 0 1 0 PLNSOL S EQV 0 1 0 FINISH SOL FLST 2 3 5 ORDE 3 FITEM 2 4 FITEM 2 5 FITEM 2 22 GO FINISH