《材料成型软件应用》
课程上机报告之一
题目：支座零件实体建模及有限元网格
划分报告
专业：材料成型及控制工程
班级：2014 级 2 班
学号：2014
姓名：
一、问题描述
该建模的支座零件由底板、肋板和空心圆柱组成。
整个支座高325，支座底板长400宽150高40，支座底板两个倒角半径为40，两个圆孔半径为20，底板下方凹槽长230宽150高10；大空心圆柱体内径为80外径为140长120，小空心圆柱体内径为20外径为40，各个肋板宽30。
支座零件3D结构示意图如下图1所示，要求根据如图1所示的尺寸进行自顶向下建模并进行有限元网格划分。
图1支座零件3D结构示意图
二、问题分析
这个支座底板有两个倒角和两个圆孔，底板下方还有个凹槽底板上方有两块肋板相接，肋板上两个大小空心圆柱相贯。
可以采用自顶向下建模：首先建支座底板然后在底板上倒角、打孔，其次建立肋板，接着在肋板上建立空心圆柱然后在空心圆柱上打孔，再修正肋板，增加肋板，最后体相加然后划分有限元网格。
三、实体建模过程
1、定义工作文件名和工作标题
1）定义工作文件名：File | Chang Jobename
2）定义工作工作标题：File | Change Title
3）重新显示：Plot | Replot
2、显示工作平面
1）显示工作平面：WorkPlane | Display Working Plane
2）关闭三角坐标符号：PlotCtrls | Window Options
3）显示工作平面移动和旋转工具栏：WorkPlane | Offset WP by Increments如下图
3、生成支座底板
1）生成矩形块：0，150；0，400；0，40
2）生成矩形块：0，150；85，315；0，10如图所示：3）进行体相减：大块减小块。
如下图所示：
4、支座底板倒角操作
1）面倒角：Preprocessor | Modeling | Create | Areas | Area Fillet
前面两个角倒角，并设半径为40，如图所示：
2）体用倒角面分开：Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Divide | Volumes by area，如下图所示：
3）体删除操作：Preprocessor | Modeling | Delete | Volume and Below，如图所示：
5、支座底板打孔操作
1）生成第1个圆柱体：Preprocessor | Modeling | Create |Cylinder | Solid Cylinder 输入WP X=110，WPY=40，半径20，高度50
2）生成第2个圆柱体：Preprocessor | Modeling | Create |Cylinder | Solid Cylinder 输入WP X=110，WPY=360，半径20，高度50如图所示：
3）体相减操作：Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Subtract | V olumes 底板减去刚生成的2个圆柱体如图所示：
6、生成肋板
1）生成矩形块：0,30:；50,350；40,265
2）生成矩形块:30,88；185,215；40,265如下图所示：
3）体相加操作：Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Add | V olumes 拾取Pick All按钮
7、在肋板上建空心圆柱
1）平移工作平面：-22,200,240
2）旋转ZX工作平面：0,0,90如图所示：
3）生成空心圆柱体：Preprocessor | Modeling | Create | V olumes | Cylinder | Hollow Cylinder 半径1取40，半径2取70,高度120如下图所示：
4）肋板用半径为70的圆柱面分开：Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Divide | V olumes by area
5）删除空心圆柱内部的体块：Preprocessor | Modeling | Delete | Volume and Below如下图所示：
8、在空心圆柱上打孔
1）平移工作平面：60,0,0
2）旋转ZX工作平面：0,0,-90
3）生成空心圆柱体：Preprocessor | Modeling | Create | V olumes | Cylinder | Hollow Cylinder 半径1取10，半径2取20,高度85如下图所示：
4）空心圆柱体用半径为40的圆柱面分开：Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Divide | Volumes by area
5）删除空心圆柱内部的体块：Preprocessor | Modeling | Delete | Volume and Below如下图所示：
9、修整肋板
1）由关键点生成面：Preprocessor | Modeling | Create | Areas | Arbitrary | Through KPs生成左右两个肋面
2）用面分解体：Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Divide | V olumes by area用两个肋面分解长为300的肋板
10、增加肋板
1）拉伸面模型：Preprocessor | Modeling | Operate | Extrude | Areas Along Normal拉伸肋板的前面（宽度为30），拉伸长度为62 如下图所示
2）由关键点生成面：Preprocessor | Modeling | Create | Areas | Arbitrary | Through KPs生成前面的肋面，如下图所示：
3）用面分解体：Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Divide | Volumes by area用两个肋面分解拉伸的肋板
4）删除体操作：Preprocessor | Modeling | Delete | V olume and Below
删除左右两个肋面上边的体和生成前边肋面上的体如图所示
5）体相加操作：Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Add | V olumes拾取Pick All 按钮
6）关闭工作平面：Workplane | Display Working Plane
7）保存实体模型数据
四、有限元网格划分
1）选择单元类型：Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete
单击“Add”按钮，弹出“单元类型库”对话框，选择“Structural Solid”中的“Brick 8 node 185”选项，单击OK、CLOSE。
如下图所示：
选择的单元类型为四面体单元
2）设置单元尺寸
命令：Preprocessor | Meshing | Size Ctrls | ManualSize | Globe | Size size输入“10”，单击OK 如图所示：
3）生成有限元网格
Preprocessor | Meshing | Mesh | V olumes | Free
在弹出的拾取框中，单击PICK ALL，如下图所示：
4）保存有限元模型数据
五、总结
通过这几次ANSYS软件的上机操作，从刚入门到渐渐的熟练操作这个软件学习到很多有关ANSYS软件的知识。
这次是做的三维立体零件的建模，我学会了三维坐标的转换，倒角，体的分割与删除的操作以及有限元网格划分等操作。
经过多次的练习操作，发现要成功建模必须要做好准备工作和熟练的操作能力。
首先要有清晰的建模思路比如该采取自底向上或自顶向下建模方向；其次要算对模型所需的尺寸大小，方便于建模过程中坐标的平移和模型的准确等；还有就是仔细操作每一个步骤，因为该软件没有撤回的功能，为了减少失误和避免重新操作要认真执行每一个步骤不能操之过急。
学习这个软件知道操作的方法并且多练习就好熟悉并不是想象中的那么难。
出现问题了去寻找解决问题的办法，试着在遇到问题时自己去解决问题，也可以跟同学交流讨论来解决问题。
在这些过程中，自己操作软件水平也是在不断地提高。
通过这个软件尝试的去建一些其他模型会发现到一些建立模型过程中的乐趣，接触一些从未见过的东西也是开阔自己的视野。
同时也希望自己能够继续认真学习这个软件，掌握更多的建模方法，用好ANSYS建模。