長江大學(xué)CADCAE軟件實(shí)踐課程設(shè)計(jì)課設(shè)答案

1、發(fā)心生卷cad/ca歆件實(shí)踐課程設(shè)計(jì)專 業(yè)：自機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其動(dòng)化班 級(jí)：機(jī)械11007班序號(hào)：27姓 名：易衛(wèi)明指導(dǎo)教師：郭登明汪健華起止日期：2015年1月1日至月17日第一題（平面問題）：如圖所示零件，所受均布力載荷為q,分析在該作用力下的零件的形變和應(yīng)力狀況，本題簡化為二維平面問題進(jìn)行靜力分析， 零件材料為q235mn口山序號(hào)數(shù)據(jù)（長度單位 mm分布力單位 n/cm）abcdq272725814258240前處理步驟一創(chuàng)建幾何實(shí)體模型1.生成關(guān)鍵點(diǎn)。main menu>preprocessor>modeling>create>keypoints >in a

2、ctive cs輸入節(jié)點(diǎn)1(0,0)點(diǎn)apply依次入 2(130,92)3(272,92)4 (272, 150)5 (136,150)6 (0,150)輸完點(diǎn)ok2.連線main menu>preprocessor>modeling>create>lines>lines >straight line用光標(biāo)點(diǎn)1, 2點(diǎn)，連成直結(jié)；再依次點(diǎn)擊(2, 3), (3, 4), (4, 5) (5,1) (6,1)連完點(diǎn)“ok3.生成一個(gè)面。main menu>preprocessor>modeling>create>areas>ar

3、bitrary >by lines 點(diǎn)擊 6 條線段。4,生成兩個(gè)圓建立左邊的大圓mainmenu>proprocessor>modeling>create>areas>circle>solid circles.輸入：wpx=50 wpy=100 radius=30 點(diǎn) apply建立右邊的小圓mainmenu>proprocessor>modeling>create>areas>circle>solid circles.輸入：wp x=201 wpy=122 1 radius=15 點(diǎn) ok5在總體中減去2個(gè)圓ma

4、in menu>proprocessor>modeling>operate>booleans>subtract> areas,彈出 對(duì)話框中后，用光標(biāo)先點(diǎn)基體(即總體，此時(shí)總體顏色變紅)，點(diǎn)ok,再點(diǎn)左邊 的大圓和右邊的小圓，再點(diǎn) ok。步驟二進(jìn)行單元屬性定義1定義單元類型。main menu>proprocessor>element type >add/edit/delete彈出對(duì)話框中后，點(diǎn)“add'。雙彈出對(duì)話框，選“solid ”和“8 node 185 ”， 點(diǎn)“ok,退回到前一個(gè)對(duì)話框。2 .定義實(shí)常數(shù)main menu

5、>preprocessor>real constants>add/edit/delete在彈出的對(duì)話框中選add再選type1d, “thk值輸入“ 5”，點(diǎn)ok3 .定義材料屬性main menu>proprocessor>material props>material models.彈出對(duì)話框，雙擊 structural>liner>elastic>isotropic 。輸入彈性模量 21000和泊松比 0.3 , 點(diǎn)ok步驟三對(duì)整個(gè)圖形進(jìn)行網(wǎng)格劃分。1 .定義網(wǎng)格（單元）尺寸main menu>proprocessor>m

6、eshing>size cntrls>manual size>areas> all areas,彈出對(duì)話框，輸入單元邊長為：32 .劃分網(wǎng)格main menu>proprocessor>meshing>mesh>areas>free,彈出對(duì)話框，點(diǎn) “ pickall ”結(jié)果如圖：!h!i!se!»eian14 2q15 19:15=26步驟四 對(duì)整個(gè)圖形施加約束main menu>solution>define loads>apply>structual displacement>on lines

7、彈出對(duì)話框。用光標(biāo)點(diǎn)擊最左邊的線段，“ok ” ，彈出對(duì)話框。選“alldof ,value欄中輸入0 。步驟五對(duì)右邊矩形單元定義載荷。main menu >solution> define loads >apply >structural > pressure > on lines,選擇需要加分布力的直線。在彈出的對(duì)話框中輸入所加分布力的大小24 (n/mm，點(diǎn)okjjw 13 2015步驟六求解main menu >solution> solve >current ls1.后處理查看總體變形main menu >general p

8、ostproc >plot results > deformed shape選擇 def+undeformed則會(huì)出現(xiàn)變形前后的圖形2查看位移分布圖main menu >generalpostproc >plotresults >contour plot>nodal solu, 在彈 出的對(duì)話框中選：nodal solutiondof solution > displacement vector sum3.查看應(yīng)力分布圖main menu>general postproc >plot results > contour plot>

9、;nodal solution,principal stress結(jié)果分析：由應(yīng)力云圖可知，最危險(xiǎn)處的應(yīng)力等于 860mp故此零件危險(xiǎn)在彈出的對(duì)話框中選:nodal solutionstress >von mises stress或1st第二題（簡單三維問題）：卷揚(yáng)機(jī)卷筒心軸的材料為45鋼，軸的結(jié)構(gòu)和受力情況如下圖所示。請(qǐng)先用材料力學(xué)計(jì)算公式校核心軸的強(qiáng)度； 然后利用有限元軟件對(duì)模型進(jìn)行有限元分析；并最后對(duì)兩者的結(jié)果進(jìn)行比較分析an5tep=l 5 ch =1 i'ljel=l非到mx wl+517l1mff =+1475«5mt =360.23414 20l5 lbe9

10、3±la*147561191,291382.435573.379764/72235.7134476.00736a.594材料力學(xué)公式分析過程:模型簡化：由靜力平衡方程求出支座反力豎直方向：fra+ frb =2f以 b 為距心：115f+1045f=126£ra以為 a 距心：220f+1150f=1265zrb聯(lián)系方程組解得：fra=22.92kn frb=27.08kn從而可得：在 1-1 截面處：m1=22.92 >o.22=5.04kn.m在 2-2 截面處:m2=3.78kn.m在 3-3 截面處:m3=4.93kn.m在 4-4 截面處:m4=3.11kn

11、.m由上數(shù)據(jù)可見，彎矩最大在1處，但2、3處直徑變小，所以需校核1、2、3 處。1 32 1mx d 3 56.79mpa2 32 m 2,3 49.47mpad23 32 m 341.09mpad3截面1受到的彎曲應(yīng)力最大，因此截面1是危險(xiǎn)截面。ansys軟件分析：(1)前處理步驟一創(chuàng)建幾何實(shí)體模型1 .創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)main menu>preprocessor>modeling>create>keypoints >in active cs輸入節(jié)點(diǎn)1 (0,0) 點(diǎn)apply再依次輸入 2 (0,38 ),3 (35,38),4 (35,46),5 (165,46)

12、,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 .連線main menu>preprocessor>modeling>create>lines>lines >straight line 選中 1,2點(diǎn)apply,依次連接18個(gè)點(diǎn)。3 .建面main m

13、enu>preprocessor>modeling>create>areas>arbitrary >by lines 選中 所有線段，點(diǎn)擊ok結(jié)果如圖：4 . 旋轉(zhuǎn)main menu>proprocessor> modeling>operate>extrude>areas >about axis,彈 出對(duì)話框中后，點(diǎn)面積，ok,冉點(diǎn)又t稱線(1,18) ,ok在彈出的對(duì)ts框中輸入 arc “360” 點(diǎn) ok步驟二進(jìn)行單元屬性定義1 定義單元類型。main menu>proprocessor>element

14、type >add/edit/delete彈出對(duì)話框中后，點(diǎn)“ add'。雙彈出對(duì)話框，選“ solid ”和brick "8 node 185”，點(diǎn)“ok,退回到前一個(gè)對(duì)話框。de fired eltnml tvcea ：a.'zfcdl , - jhelpana ii 鼻 mji.4.352.定義材料屬性彈出對(duì)話框，雙點(diǎn)擊ok擊 structural>liner>elastic>isotropic。輸入彈性模量210000和泊松比0.3main menu>proprocessor>material props>materi

15、al models.步驟三.對(duì)整個(gè)圖形進(jìn)行網(wǎng)格劃分1 .定義網(wǎng)格（單元）尺寸main menu>proprocessor>meshing>sizecntrls>smartsize>basic在彈出的對(duì)話框中選擇lvl “5”2 .劃分網(wǎng)格main menu>proprocessor>meshing>mesh>volumes>free,彈出對(duì)話框，點(diǎn) “ pickall ”步驟四 對(duì)整個(gè)圖形施加約束1.mainmenu >solution>defineloads >apply >structural>dis

16、placement > on areas,選最左邊圓周面面，ok在對(duì)話ig中選擇 all dof value俞入0點(diǎn)ok同樣方法選擇右邊圓周面面，限制 uy和uz； value俞入0步驟五加集中力main menu >solution> define loads >apply >structural > force/moment> on keypoints,選擇關(guān)鍵點(diǎn)7,輸入y方向的力-25000n,同樣的方法，選擇關(guān)鍵點(diǎn) 12,輸入y方向的力-25000nakeastype tjt>!an掛it 14 2cls步驟六求解main menu &g

17、t;solution> solve >current ls后處理1 .查看總體變形main menu >general postproc >plot results > deformed shape 選擇 def+undeformedmu 15 2015l5i2s;32di5placeheni5tep=1sce -1 ilxe=i2：興2 .查看位移分布圖main menu >general postproc >plot results > contour plot>nodal solu, 在彈出的對(duì)話框中選：nodal solutiond

18、of solution > displacement vector sum3 .查看應(yīng)力分布圖main menu>general postproc >plot results > contour plot>nodal solution, 在彈出的對(duì)話框中選：nodal solution> stress >von mises stress 或 1stprincipal stressan15 zz'15 is:"”siee-l sra -l i1m±=l stqv m =.141394 mt >. lliinf 5mx 二

19、百方,11413£14.4ss72b.5s7213,22b757.6口其7.239521,671450,41451-706第三題（常見零件）：一、如圖所示蓋零件，工作時(shí)由 6個(gè)螺栓鎖緊，承受內(nèi)壓為 p,零件材料為q235圖中長度單位為mm建立三維實(shí)體模型，采用靜 力分析該零件的變形和應(yīng)力狀況。194279在舁 廳p數(shù)據(jù)(長度單位mm壓強(qiáng)單位mpaabcdep27r8816012181985.0前處理步驟一：導(dǎo)入圖生成三維圖(1)用solidworks按上面尺寸畫出三維圖，將文件名保存為3.1.x_t(2)選擇para彈出如下對(duì)話框，選擇該文件后單擊ok第步驟二：定義單元類型(1)選擇

20、主菜單 preprocessor>element type>add/edit/delete 命令，彈出單 元類型對(duì)話框。(2)在對(duì)話框中單擊 add按鈕，彈出library of element types對(duì)話框。(3)在左邊選擇solid,右邊選擇10node 185,在單元參考號(hào)中輸入1,單擊ok, 再單擊 library of element types 對(duì)話框 close。步驟三：定義材料屬性(1) 選擇主菜單 preprocessor>material props>material models 命令，彈出 定義材料屬性對(duì)話框。(2)在對(duì)話框中選擇struct

21、ural>linear>elastic>isotropic命令，彈出定義各向同性線性材料的對(duì)話框。(3)在楊氏模量中輸入210000,在泊松比中輸入0.3,單擊ok,關(guān)閉對(duì)話框。 步驟四：劃分網(wǎng)格選擇主菜單 preprocessor>meshing>mesh tool 彈出對(duì)話框，勾選 smart size將精度調(diào)到5級(jí)，單擊mesh,選volumes,選free ,彈出對(duì)話框，選取整個(gè) 體，單擊ok。步驟五：施加位移約束和載荷1) 選擇 主菜單 solution>define load>apply>structural>displacem

22、ent>on areas命令，彈出相應(yīng)對(duì)話框，選在螺栓孔內(nèi)表面表面，單擊 ok,在彈出對(duì)話框 中選 all dof ,在 displacement value 中輸入 0,再單擊 ok。(2)選擇主菜單 solution>define load>apply>structural>pressure>on areas 命令，彈出相應(yīng)對(duì)話框，選零件的內(nèi)表面，單擊ok,在彈出對(duì)話框中在load value 中輸入5,再單擊ok。步驟六：求解模型選擇主菜單solution>solve >current ls,彈出對(duì)話框后單擊ok,彈出對(duì)話 框后單擊yes,

23、開始求解。步驟七：后處理查看位移分布圖main menu >general postproc >plot results > contour plot>nodal solu, 在彈出的對(duì)話框中選：nodal solutiondof solution > displacement vector sumeiceull solutzon一-stfb 二：fil*! f->slldw£jk3查看應(yīng)力分布圖main menu>general postproc >plot results > contour plot>nodal sol

24、ution, 在彈出的對(duì)話框中選：nodal solution> stress >von mises stress 或 1stprincipal stress二、如圖所示軸，工作時(shí)所受扭矩為 t,軸材料為45#鋼，圖中長度單位為mm建立三維實(shí)體模型，采用靜力分析其變形和應(yīng)力狀況。（提示：兩鍵梢傳遞扭矩）0112>parazdlslitao4.x t該又(1)(2序號(hào)數(shù)據(jù)（長度單位 mm扭矩單位n.m）abcdet271345677623413500第二步：定義單元類型(1)選擇主菜單 preprocessor>element type>add/edit/delet

25、e命令，彈出單元類型對(duì)話框(下圖 左)。(2)在對(duì)話框中單擊 add按鈕，彈出library of element types 對(duì)話框。(3)在左邊選擇solid,右邊選擇8node 185(下圖右)，在單元參考號(hào)中輸入1,單擊ok,再單擊 library of element types 對(duì)話框 close。三步：定義材料屬性(1)選擇主菜單 preprocessor>material props>material models 命令，彈出定義材料屬性對(duì)話框 (下圖左)。(2)在對(duì)話框中選擇structural>linear>elastic>isotropic

26、命令，彈出定義各向同性線性材料的對(duì)話框(下圖右)。(3)在楊氏模量中輸入 210000,在泊松比中輸入0.3,單擊ok,關(guān)閉對(duì)話框。第四步：劃分網(wǎng)格選擇主菜單 preprocessor>meshing>mesh tool彈出對(duì)話框，勾選 smart size將精度調(diào)到 5 級(jí)，單擊 mesh,彈出mesh volumes對(duì)話框，選取整個(gè)體，單擊 ok。jan 14 201523:41:21步驟四對(duì)整個(gè)圖形進(jìn)行加載和求解1 .定義位移約束main menu >solution> define loads >apply >structural> displ

27、acement > on areas , 選取較 大面鍵槽的兩邊進(jìn)行約束。2 .加均布載荷p=4000t/(hld)=2200mpamain menu >solution> define loads >apply >structural > pressure > on areas ,選取要加載的鍵槽的一邊，輸入換算所得壓強(qiáng)值，點(diǎn)ok。3 2)后處理1.查看總體變形main menu >general postproc >plot results > deformed shape選擇 def+undeformed.file; tabci

28、idwcrks ff 2. 1 t2查看位移分布圖main menu >general postproc >plot results > contour plot>nodal solu, 在彈出的對(duì)t框中選：nodal solution> dof solution > displacement vector sumkcdftl scujticheftu3uw (av5)h5y5=c mx =.0093anjajj工就其：；孫"emk =.00923anjajt 16 201s 14:05:150.002184.004369.005553.00873£.oold924003277.005461.007646.00333flit; f:2olidfkep