CAD/CAE软件实践课程设计专业：自机械设计制造及其动化班级：机械11007班序号： 27*名：***指导教师：郭登明汪健华起止日期：2015年1月1日至月17日第一题（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。
序号数据（长度单位mm，分布力单位N/cm）A B C D q27 272 58 142 Ф58240 前处理步骤一创建几何实体模型1.生成关键点。
Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints >in Active CS输入节点1(0,0) 点Apply依次输入2(130,92）3(272,92）4（272，150）5（136,150）6（0,150）输完点OK2.连线Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines >Straight Line用光标点1，2点，连成直结；再依次点击（2, 3），（3，4），（4，5）（5,1）（6,1）连完点“OK”3.生成一个面。
Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary >By lines 点击6条线段。
4，生成两个圆建立左边的大圆MainMenu>Proprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>Solid Circles.输入: WPX=50 WPY=100 RADIUS=30点Apply建立右边的小圆MainMenu>Proprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>Solid Circles.输入: WP X=201 WPY=122 1 RADIUS=15点OK5在总体中减去2个圆Main Menu>Proprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract> Areas, 弹出对话框中后，用光标先点基体(即总体，此时总体颜色变红），点“OK”，再点左边的大圆和右边的小圆，再点“OK”。
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 185”,点“OK”，退回到前一个对话框。
2.定义实常数Main Menu>Preprocessor>Real constants>Add/edit/delete在弹出的对话框中选Add再选Type1d，“THK”值输入“5”，点OK3.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21000和泊松比0.3，点OK步骤三对整个图形进行网格划分。
１. 定义网格(单元)尺寸Main Menu>Proprocessor>Meshing>Size Cntrls>Manual Size>Areas> All Areas, 弹出对话框，输入单元边长为: 32. 划分网格Main Menu>Proprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free, 弹出对话框，点“Pick All”结果如图：步骤四对整个图形施加约束Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structual Displacement>On lines 弹出对话框。
用光标点击最左边的线段，“OK ” ,弹出对话框。
选“All DOF” ,VALUE 栏中输入0 。
步骤五对右边矩形单元定义载荷。
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（N/mm）,点ok。
步骤六求解Main Menu >Solution> Solve >Current LS1.后处理查看总体变形Main Menu >General Postproc >Plot Results > Deformed shape 选择Def+undeformed则会出现变形前后的图形2查看位移分布图Main Menu >GeneralPostproc >PlotResults >Contour Plot>Nodal Solu,在弹出的对话框中选：Nodal Solution> DOF Solution > Displacement vector sum3. 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 >von Mises stress或1st Principal stress结果分析：由应力云图可知，最危险处的应力等于860MP，故此零件危险第二题（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。
材料力学公式分析过程：模型简化:由静力平衡方程求出支座反力 竖直方向：RA F + RB F =2F以B 为距心：115F+1045F=1265RA F 以为A 距心：220F+1150F=1265RB F联系方程组解得：RA F =22.92KN RB F =27.08KN从而可得:在1-1截面处: M1=22.92×0.22=5.04KN.M 在2-2截面处:M2=3.78KN.M 在3-3截面处:M3=4.93KN.M在4-4截面处:M4=3.11KN.M由上数据可见，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。
Mpad M Mpa d M Mpad M 09.4133247.4923279.56132333322311=⨯⨯==⨯⨯==⨯⨯=πσπσπσ截面1受到的弯曲应力最大,因此截面1是危险截面。
Ansys 软件分析： (1)前处理步骤一创建几何实体模型1.创建关键点Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints >in Active CS输入节点1 (0,0) 点Apply再依次输入2（0,38），3（35,38），4（35,46），5（165,46），6（165,48），7（220,48），8（275,48），9（275,46），10（1095,46），11（1095,48），12（1150,48），13（1205,48），14（1205,51），15（1225,51），16（1225,38），17（1265,38），18（1265,0）2.连线Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines >Straight Line选中1,2点Apply,依次连接18个点。
3.建面Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary >By lines 选中所有线段，点击OK结果如图：4.旋转Main Menu>Proprocessor> Modeling>Operate>Extrude>Areas >About Axis, 弹出对话框中后，点面积,OK，再点对称线（1,18）,OK在弹出的对话框中输入ARC “360”点ok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brick“8 node 185”,点“OK”，退回到前一个对话框。
2.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210000和泊松比0.3点击OK。
步骤三.对整个图形进行网格划分１. 定义网格(单元)尺寸Main Menu>Proprocessor>Meshing>sizecntrls>smartsize>basic在弹出的对话框中选择LVL“5”2. 划分网格Main Menu>Proprocessor>Meshing>Mesh>Volumes>Free, 弹出对话框，点“Pick All”步骤四对整个图形施加约束1．Main Menu >Solution> Define Loads >Apply >Structural>Displacement > On Areas,选最左边圆周面面，OK，在对话框中选择ALL DOF，VALUE输入0点OK同样方法选择右边圆周面面，限制UY和UZ，VALUE输入0步骤五加集中力Main Menu >Solution> Define Loads >Apply >Structural > Force/Moment> On keypoints,选择关键点7，输入Y方向的力-25000N，同样的方法，选择关键点12，输入Y方向的力-25000N步骤六求解Main Menu >Solution> Solve >Current LS后处理1．查看总体变形Main Menu >General Postproc >Plot Results > Deformed shape 选择Def+undeformed2．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 sum3. 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 >von Mises stress或1st Principal stress第三题（常见零件）：一、如图所示盖零件，工作时由6个螺栓锁紧，承受内压为P，零件材料为Q235，图中长度单位为mm。