有限元分析大作業(yè)

1、百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我有限元分析大作業(yè)基本要求：1 .以小組為單位完成有限元分析計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果上交；2 .以小組為單位撰寫計(jì)算分析報(bào)告；3 .按下列模板格式完成分析報(bào)告；/4 .計(jì)算結(jié)果要求提交電子版，一個(gè)算例對(duì)應(yīng)一個(gè)文件夾，報(bào)告要求提交電子版和紙質(zhì)版。/有限元分析大作業(yè)、小組成員:J2儲(chǔ)成峰李凡張曉東朱臻極高彬月 Job name： banshou完成日期：2016-11-22一、問題描述（要求：應(yīng)結(jié)合圖對(duì)問題進(jìn)行詳細(xì)描述，同時(shí)應(yīng)清楚闡述所研究問題的受力狀況 和約束情況。圖應(yīng)清楚、明晰，且有必要的尺寸數(shù)據(jù)。）如圖所示，為一內(nèi)六角螺栓扳手，其軸線形狀和尺寸如圖，橫截面為一外接圓半

2、徑為的正六邊形，擰緊力 F為600N,計(jì)算扳手?jǐn)Q緊時(shí)的應(yīng)力分布。圖1扳手的幾何結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型（要求：針對(duì)問題描述給出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)包含示意圖，示意圖中應(yīng)有必要的尺寸數(shù)據(jù);百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我如進(jìn)行了簡(jiǎn)化等處理，此處還應(yīng)給出文字說明。）圖2數(shù)學(xué)模型如圖二所示，扳手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直接按其結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。三、有限元建模單元選擇（要求：給出單元類型，并結(jié)合圖對(duì)單元類型進(jìn)行必要闡述，包括節(jié)點(diǎn)、自由度、實(shí)常數(shù)等。）HHlri 1185.1:1 的Strueiui 國(guó) 曉加外刊邛圖3單元類型扳手截面為六邊形，采用4節(jié)點(diǎn)182單元，182單元可用來(lái)對(duì)固體結(jié)構(gòu)進(jìn)行百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我

3、二維建模。182單元可以當(dāng)作一個(gè)平面單元，或者一個(gè)軸對(duì)稱單元。它由 4個(gè)結(jié) 點(diǎn)組成，每個(gè)結(jié)點(diǎn)有2個(gè)自由度，分別在x,y方向。扳手為規(guī)則三維實(shí)體，選才¥8節(jié)點(diǎn)185單元，它由8個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)自由度，分別在x, y, z方向。 實(shí)常數(shù)（要求：給出實(shí)常數(shù)的具體數(shù)值，如無(wú)需定義實(shí)常數(shù),'需明確指出對(duì)于本問題選擇的單元類型，無(wú)需定義實(shí)常數(shù)。）因?yàn)樵搯卧愋蜔o(wú)實(shí)常數(shù)，所以無(wú)需定義實(shí)常數(shù)材料模型（要求：指出選擇的材料模型，包括必要的參數(shù)數(shù)據(jù)。）對(duì)于三維結(jié)構(gòu)靜力學(xué)，應(yīng)力主要滿足廣義虎克定律，因此對(duì)應(yīng)ANSYS中的線性，彈性，各項(xiàng)同性， 彈性模量EX ： 2e11 Pa汨松比PRX

4、Y=幾何建模由于扳手結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，所以可以直接在ANSYS軟件上直接建模，在 ANSYS建立正六邊形，再創(chuàng)立直線，面沿線擠出體，得到扳手幾何模型7QLCKESJ圖4幾何建模百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我網(wǎng)格劃分方案（要求：指出網(wǎng)格劃分方法，網(wǎng)格控制參數(shù)，最終生成的單元總數(shù)和節(jié)點(diǎn)總數(shù)，此外還應(yīng)附 上最終劃分好的網(wǎng)格截圖。）圖5網(wǎng)格劃分設(shè)定截面每條邊線分割份數(shù)為 3,單元邊長(zhǎng)為，采用映射的劃分單元方法最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為2145,單元總數(shù)為1000,網(wǎng)格劃分如圖4所示載荷及邊界條件處理（要求：指出約束條件為裁荷條件。）百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我四、計(jì)算結(jié)果及結(jié)果分析（要求：此處包括位移分析、應(yīng)力分

5、析、支反力分析等，應(yīng)附上相應(yīng)截圖及數(shù)據(jù)，此外還應(yīng) 對(duì)正確性進(jìn)行分析評(píng)判。）O變形圖：如圖7所示，根據(jù)材料力學(xué)相關(guān)分析初步判斷， 扳手手柄朝力的方向一定的彎曲變形。百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我n匚二乳L(zhǎng)A二片口工-1工渺7 CMK =._ 514E-C3ANSYSR1對(duì)圖7變形圖位移分析:圖8位移圖應(yīng)力分析:如圖8所示，扳手手柄向力的方向位移，位移最大在手柄處節(jié)點(diǎn)，最大位移:Ferua icTjgrroH5TEh*l EHEI TI2KE-1畋VCWMl =JHEHT?me熊4n犯匚加rr-333駐呢,，吟詆,咽,13?En9.yICCr-DB建一 的鼻圖9應(yīng)力圖百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升

6、自我如圖9所示，根據(jù)材料力學(xué)分析， 應(yīng)力主要集中在扳手的彎角處，最大應(yīng)力：+09PaANSYSFU32EC 5 gi6J7附件1：小組成員工作說明（要求：明確說明小組各個(gè)成員在本次大作業(yè)中所做的工作，工作內(nèi)容將作為口試提問的依據(jù)之一，同時(shí)也作為成績(jī)?cè)u(píng)定的依據(jù)之一。 需注意，附件1的撰寫應(yīng)由小組成員共同完成。）儲(chǔ)成峰：?jiǎn)?dòng)ANSY贄序，定義分析類型，單元類型。張曉東：材料屬性，創(chuàng)建幾何模型，劃分網(wǎng)格。朱臻極：添加約束，添加載荷。李凡：處理變形圖，應(yīng)力圖，位移圖。高彬月：計(jì)算結(jié)果及結(jié)果分析， 文檔的整理。附件2:詳細(xì)的計(jì)算過程說明（按照上機(jī)指導(dǎo)的格式撰寫）1 .啟動(dòng)ANSYS程序/開始 所有程序

7、ANSYS ED ANSYS Product Launcher Simulation Environment 下拉框中選擇 ANSYS ED , Product 下拉框中選 ANSYS ED ;File Management 選 項(xiàng)卡：設(shè)置 Working Directory 和 Job Name 命名為 banshouRun。2 .設(shè)定分析類型百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我Main MenuPreferencesStructuralOK。3 .定義單元類型Main MenuPreprocessorElement TypeAddStructural Solid , Quad4Node182A

8、pply Brick 8node 185-OK 。4 .定義材料屬性Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralLinearElasticIsotropicEX=2e11 , PRXY=.5 .創(chuàng)建正六邊形拾 取菜單 main menupreprocessor modeling creat areas polygon hexagon , 在 wpx, wpy, radius文本框中分別輸入0,0,。6 .改變視點(diǎn)拾取菜單 uility menu plotctrls pan zoom rotate, 單擊 iso, fi

9、t。7 .顯示關(guān)鍵點(diǎn)，線號(hào)拾取菜單 uility menu plotctrls numbering ,把關(guān)鍵點(diǎn)和線號(hào)打開，單擊ok。8 .創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)拾取菜單 main menupreprocessormodeling creatkeypoints in active cs , 在 npt 輸 入7, x, y, z,輸入0,0,0,單擊apply,在npt中輸入8, x, y, z,輸入0,0,在npt中 輸入9, x, y, z,輸入0,單擊ok。9 .創(chuàng)建直線拾取菜單 main menu preprocessor modeling - creat lines lines - straigh

10、t line ,選取關(guān) 鍵點(diǎn)7,8和8,9創(chuàng)建兩條直線。10 .創(chuàng)建圓角拾取菜單 main menu preprocessormodeling creatlineslinesfillet , 拾取直線 7,8 單 擊ok,在rad輸入11 .創(chuàng)建直線拾取菜單 main menu preprocessor modeling - creat lines lines - straight line ,選取關(guān) 鍵點(diǎn)1,4,創(chuàng)建直線。/12 .將六邊形劃分為兩部分/拾取菜單 main menu preprocessor modeling operate Booleansdivide area by li

11、ne,分別拾取六邊形面和1,4間的直線。/13,劃分單元拾取菜單 main menu preprocessor meshingmeshtool, 單擊 size controls 的 lines 后的 set,拾取直線 2,3,4,單擊ok,在NDIV 文本框中輸入 3,單擊apply,再次拾取直線 7,9,8 單擊ok,刪除NDIV文本框中的3,在SIZE文本框中輸入，單擊 ok,在mesh區(qū)域中選擇 單元形狀為quad,選擇劃分單元的方法為mapped,單擊mesh,彈出拾取窗口，拾取六邊形百度文庫(kù)-讓每個(gè)人平等地提升自我面的兩部分，單擊 ok14,由面沿直線擠出體拾取菜單 main me

12、nu-preprocessoL modeling operateextrudeareas alonglines, 分 別拾取六邊形面的兩部分和直線7,9,815,清除面單元拾取菜單 main menu preprocessor meshingclear areas,拾取 z=0 的兩個(gè)面， 點(diǎn)擊 ok 16施加約束拾 取菜單 main menusolution defineloads apply structural displacement on areas,彈出拾取窗口，拾取 z=0的兩個(gè)平面，單擊ok',在列表中選擇“ ALLDOF ”單擊 “ok”拾取菜單 main menus

13、olution define loads applystructural force/moment on keypoints,彈出拾取窗口，拾取扳手長(zhǎng)臂端面的六個(gè)頂點(diǎn)，單擊 ok,選擇lab為fx ,在value 文本框中輸入100,單擊ok。17,求解拾取菜單 main menu solution solve current ls 點(diǎn)擊 solve current load step 中的 ok , 出現(xiàn)solution is ok ,可以查看結(jié)果18,后處理(1)變形圖Main menuGeneral PostprocPlot Resultdeformed shape(2)應(yīng)力圖Main menuGene