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ANSYS课程设计实例一连杆的受力分析一、问题的描述汽车的连杆,厚度为0.5in,在小头孔内侧90度范围内承受P=1000psi的面载荷作用,用有限元分析该连杆的受力状态。

连杆的材料属性:杨氏模量E=30×106psi,泊松比为0.3。

由于连杆的结构对称,因此在分析时只采用一半进行即可,采用由底向上的建模方式,用20节点的SOLID95单元划分。

二、具体操作过程1.定义工作文件名和工作标题2.生成俩个圆环面⑴生成圆环面:Main Menu>Preprocessor>Model Creat>Areas Circle>By Dimension,其中RAD1=1.4,RAD2=1,THETA1=0,THETA2=180,单击Apply,输入THETA1=45,单击OK。

⑵打开面号控制,选择Areas Number为On,单击OK。

3.生成俩个矩形⑴生成矩形:Main Menu>Preprocessor>Model Creat>Areas Rectangle>By Dimension,输入X1=-0.3,X2=0.3,Y1=1.2,Y2=1.8,单击Apply,又分别输入X1=-1.8,X2=-1.2,Y1=0,Y2=0.3,单击OK。

⑵平移工作平面:Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>XYZ Location,在ANSYS输入窗口的魅力输入行中输入6.5,按Enter确认,单击OK。

⑶将工作平面坐标系转换成激活坐标系:Utility Menu>WorkPlane>Change Active Cs to>Working Plane。

4.又生成圆环面并进行布尔操作⑴生成圆环面:Main Menu>Preprocessor>Model Creat>Areas Circle>By Dimension,其中RAD1=0.7,RAD2=0.4,THETA1=0,THETA2=180,单击Apply,输入THETA1=135,单击OK。

⑵对面进行叠分操作,结果如图5.生成连杆体⑴激活直角坐标系:Utility Menu>WorkPlane>Change Active Cs to>Global Cartesian。

⑵定义四个新的关键点:Main Menu>Preprocessor>Creat>Keypoints》In Active CS,在对话框中分别输入:X=2.5,Y=0.5,单击Apply;X=3.25,Y=0.4,单击Apply;X=4,Y=0.33,单击Apply;X=4.75,Y=0.28,单击OK。

⑶激活总体坐标系:Utility Menu>WorkPlane>Change Active Cs to>Global Cylindrical。

⑷生成样条线:Main Menu>Preprocessor>Creat>Splines>WithOptions>Splinethru KPs,拾取上述关键点,单击OK,在对话框中输入:XV1=1,YV1=135,XV6=1,YV6=45,单击OK,生成的样条曲线结果如图所示。

6.生成一个新面⑴连线:Main Menu>Preprocessor>Creat>Lines>Straight Line,拾取关键点1,18,单击OK。

⑵打开显得编号控制⑶显示线:UtilityMenu>Plot>Line,显示结果如图所示。

⑷生成连杆体面:Main Menu>Preprocessor>Creat>Arbitrary>By Lines,拾取线编号为:6,1,7,25,单击OK,生成结果如图所示。

⑸对连杆大头孔进行局部放大:利用工具条上的Box Zoom键,在屏幕上拾取连杆大头孔的画出一个矩形,完成局部放大操作。

⑹在线之间进行倒角:MainMenu>Preprocessor>Creat>Line Fillet,拾取屏幕上编号为36,40的线,单击Apply,在出现的对话框中输入RAD=0.25,单击Apply,对编号为40,31和30,39的线重复上述操作,最后单击OK,生成的结果如图⑺由倒角的边界线生成面:MainMenu>Preprocessor>Creat>Arbitrary>ByLines,在图形屏幕上拾取编号为12,10,13的线,单击Apply,在分别拾取线17,15,19,然后拾取线23,21,24,最后单击OK,生成由倒角边界线围成的面,如图所示。

⑻所有的面相加:MainMenu>Preprocessor> Operate>Add>Areas,出现拾取框,单击Pick All,有所有的生成另外一个新面,如图所示。

7.关闭线号和面号显示⑴关闭线和面的编号显示。

⑵显示面。

⑶保存几何模型。

8.生成2D网格⑴定义单元类型:MainMenu>Preprocessor> Elementtype>Add/Edit/Delete,选择Mesh Facet 200,在Option中设置K1为QUAD8-NODE,,单击OK,如图所示。

⑵设置单元尺寸:Main Menu>Preprocessor>Mesh Tool,在出现的工具条上单击Global上的Set,输入Size=0.2,单击OK。

然后采用自由网格划分的结果如图。

⑶保存网格结果。

9.采用拖拉生成3D网格⑴设置3D单元类型:Main Menu>Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete,选择Structural Solid,Brick 20node 95,单击OK。

⑵设置拖拉方向单元数目:Main Menu>Preprocessor>Operate>Extru de>Elem ExtOpts,输入VAL1=3,单击OK。

⑶拖拉生成3D网格:MainMenu>Preprocessor>Operate>Extrude>Areas>Along Normal,拾取面,单击OK,输入DIST=0.5,单击OK,生成3D网格如图。

⑷保存3D网格10.输入材料属性MainMenu>Preprocessor>Material Models,在对话框中输入EX=30e6,PRXY=0.3,单击OK。

完成材料属性设置。

11.施加约束和载荷⑴在大孔的内表面施加对称约束:Main Menu>Solution>load Apply>Structural Displacement>Symmetry BC On Areas,拾取大孔内表面,单击OK。

⑵在Y=0的所有面上施加对称约束⑶施加Z方向的约束,结果如图。

12施加力并求解⑴设置面载荷的表示方式:MainMenu>PlotCtrls>Symbol,在Show pres convectas后面的下拉列表栏中选择Arrow,单击OK。

⑵在小孔内表面施加面载荷:Main Menu>Solution>load-Apply>_Structural-Pressure>On Areas,拾取小孔内表面,单击OK。

,在Load PRES value后输入1000⑶选择求解器,求解运算⑷保存结果数据文件13.浏览分析结果Main Menu>GeneralPostproc>PlotResult>Contourplot-Nodal Solu,选择Stress,在右侧栏中选择VonMises SEQV,单击OK,结果如图所示。

实例二压力容器的应力分析一、问题的描述企业设计的1台直径700的立式储罐,其中手控直径为88,材料16MnR,设计压力为13.5Mpa,弹性模量201Gpa,泊松比0.3。

在压力容器的应力分析设计中,部件设计所关心的是压力沿壁厚的分布规律及大小,可采用沿壁厚方向的校核线来代替校核截面。

由于容器为轴对称结构,仅考虑对储罐上半部及手孔一封头-筒体进行缝隙设计。

二、具体操作过程1.定义工作文件名和工作标题2.指定单元类型和材料属性3.建立几何模型⑴生成矩形⑵生成部分圆环面⑶叠分面⑷删除面⑸倒角⑹由倒角生成面⑺面相加⑻生成关键点⑼连线⑽生成新面⑾作垂线⑿面分割⒀进行压缩操作⒁合并关键点4.划分网格⑴设置单元尺寸⑵设置全局单元尺寸⑶划分网格5.施加载荷并求解⑴在线上施加约束载荷⑵在节点施加约束载荷⑶在线上施加面载荷⑷施加集中载荷⑹求解运算6.浏览运算结果⑴查看变形结果⑵查看结点Von Mises应力结果实例三输气管道应力分析一、问题的描述承受内压:1.0e8 PaR1=0.3R2=0.5图1受均匀内压的输气管道计算分析模型(截面图)管道材料参数:弹性模量E=200Gpa;泊松比v=0.26。

根据结构的对称性,只要分析其中1/4即可。

此外,需注意分析过程中的单位统。

二、具体操作过程1.定义单元类型和材料属性⑴设置计算类型:ANSYSMain Menu: Preferences→select Structural →OK⑵选择单元类型:执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →ElementType→Add/Edit/Delete→Add →select SolidQuad 8node 82 →applyAdd/Edit/Delete →Add→select Solid Brick 8node 185 →OKOptions…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示,选择OK,关闭对话框。

⑶设置材料属性:执行Main Menu→Preprocessor →MaterialProps →Material Models→Structural →Linear →Elastic →Isotropic,在EX框中输入2e11,在PRXY框中输入0.26,如图3所示,选择OK并关闭对话框。

2.创建几何模型⑴选择ANSYS Main Menu:Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In ActiveCS →依次输入四个点的坐标:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK⑵生成管道截面。

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