q235鋼椅強(qiáng)度分析

1、有限元軟件應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告Q235鋼座椅強(qiáng)度分析 學(xué) 院 應(yīng)用科學(xué)學(xué)院 專業(yè)班級 力學(xué) 101801 學(xué) 號 201018020128 姓 名 延 剛 指導(dǎo)教師 張 偉 偉 2013年 11月 15 日有限元軟件應(yīng)用課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院（直屬系）： 應(yīng)用科學(xué)學(xué)院 時(shí)間： 2013年11月 15日學(xué) 生 姓 名延剛指 導(dǎo) 教 師張偉偉設(shè)計(jì)題目Q235鋼座椅強(qiáng)度分析主要內(nèi)容1 到各大娛樂中心調(diào)研，查閱相關(guān)資料，對座椅有全面認(rèn)識， 知道現(xiàn)代人對座椅的要求與審美取向.2 用圖紙先大致繪制圖形及其坐標(biāo)。3 選取材料的具體參數(shù)，如彈性模量、泊松比、密度、許可應(yīng)力。4利用Ansys軟件對座椅進(jìn)行建模，有限元分

2、析，得出應(yīng)力分布情況，與許可應(yīng)力進(jìn)行對比。5撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。研究方法運(yùn)用Ansys軟件對座椅進(jìn)行有限元分析應(yīng)交文件1. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告一份（打印稿、電子稿各一份）；2. 模型文件。說明：1. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書裝訂在課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)； 2. 設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)間為11月17日。Q235鋼座椅強(qiáng)度分析摘要:隨著人們的生活水平的提高,人們對椅子的要求也越來越高,不僅僅是耐用更要美觀,但在美觀的形態(tài)下椅子是否能滿足強(qiáng)度要求就有待我們?nèi)シ治隽?因此我將用已學(xué)過的理論知識與計(jì)算機(jī)軟件ansys進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,分析應(yīng)力,并實(shí)現(xiàn)可視化結(jié)果.關(guān)鍵字:現(xiàn)代座椅 ansys 強(qiáng)度分析 可視化一 問題提出： 現(xiàn)有一鋼椅，其厚度為6

3、mm 材料為Q235鋼，在其坐面上加一均布載荷近似模擬真實(shí)受壓情況，分析其是否滿足強(qiáng)度要求。二 解決問題： 1.分析：鋼椅的材料是Q235鋼，其彈性模量為210GPa,泊松比為0.3，密度為7850kg/m2,許可應(yīng)力為200MPa.椅子底部y方向無位移，x方向由于有足夠的摩擦力也可以看作無位移。 2.ansys分析：1.定義工作文件名和工作標(biāo)題（1）.拾取菜單Utility Menu: File change directdory,把工作目錄設(shè)置在自己新建文件夾下。 (2）.拾取菜單Utility Menu: File change Jobname ，出現(xiàn)change Jobname 對話框

4、，在enter new jobname輸入欄中輸入工作文件名gangyi，單擊OK按鈕。如圖所示： 圖1-1修改工作名稱（3）.拾取菜單Utility Menu: File change Title，出現(xiàn)change Title對話框，在輸入欄中輸入moxing, 單擊OK按鈕,如圖： 圖1-2設(shè)置標(biāo)題2 定義分析類型：拾取菜單Main Menu: Preferences命令，彈出分析類型設(shè)定對話框，選擇分析模塊為Structural結(jié)構(gòu)分析，單擊OK按鈕3 定義單元類型：拾取菜單 Main Menu: Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Add

5、左側(cè)列表中選擇“Structural Solid”，在右側(cè)列表中選擇“Quad 4 node 182” ，單擊Apply按鈕；再在右側(cè)列表中選擇“Brick 8 node 185”，單擊OK按鈕，單擊Close按鈕，關(guān)閉對話框。如圖： 圖1-3添加單元類型4 定義材料常數(shù)：Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models ，出現(xiàn)Define Material Model Behavior 對話框，在Material Model Availabley一欄中雙擊 Structural Linear Elastic Isotropic 在彈

6、出的對話框里輸入EX:2.1e11 ,PRXY:0.3.按ok。再雙擊density，在DENS出輸入密度：7850. Ok。關(guān)閉對話框。如下圖： 圖1-4設(shè)置材料常數(shù)5建立模型：（1）建立椅子截面:Main Menu: Preprocessor Modeling Create Areas Rectangleby Dimensions。輸入如下數(shù)據(jù): 圖1-5輸入截面尺寸Ok,生成如下截面: 圖1-6生成的截面(2) 顯示點(diǎn)與線的編號: PlotCtrls Numbering,在kepoint與line選項(xiàng)后鉤選。(3) 創(chuàng)建生成椅子的軌跡： 輸入關(guān)鍵點(diǎn)：Main Menu: Preproce

7、ssor Modeling Create Keypoints In Active CS 如圖 圖1-7輸入關(guān)鍵點(diǎn)輸入：5（0,0,1），6（0,0,0）,7(0,0.65,0.15),8(0,0.55,0.9) 9(0,1.1,1),10(0,1.1,1.05).讓關(guān)鍵點(diǎn)連成線：Preprocessor Modeling CreateLinesLinesstraight line.選取點(diǎn)5，6；5，7；7，8；8，9；9，10.生成五條連續(xù)的線。 圖1-8連接線圖 圖1-9導(dǎo)完圓角圖 到圓角：Preprocessor Modeling CreateLinesLine Fillet.彈出選取對話

8、框，選取直線L5，L6點(diǎn)ok在彈出對話框里RAD欄輸入半徑0.06，點(diǎn)apply,再依次選取L6，L7；L7，L8；L8，L9；分別輸入半徑0.035,0.12,0.02.ok生成圖二。（4）設(shè)置劃分網(wǎng)格的尺寸，分割線：Preprocessor Meshing MeshTool，在對話框中選取line set 按鈕。選取線L2，L4，點(diǎn)ok，在NDIV框中輸入2，apply.依次選取L1，L3；L5；L10；L6；L11；L7；L12；L8；L13；L9.分別在NDIV框輸入12,15,8,13,8，12,6,10，2,3. Ok，在在Mesh區(qū)域選取Quad, Mapped,單擊Mesh，彈

9、出拾取框,選取截面,OK.（5）生成實(shí)體： Select Everything，選擇所有實(shí)體。由面延軌跡生成實(shí)體： Preprocessor Modeling OperateExtrudeAreasAlong Lines。拾取截面，ok，拾取軌跡：L5，L10，L6，L11，L7，L12，L8，L13，L9，OK。生成實(shí)體如下： 圖2-1生成椅子實(shí)體圖（6）刪除截面： Preprocessor Meshing Clear Areas，選取截面，ok。（7）顯示單元： Plot Elements，如下圖： 圖2-2劃分成單元圖（8）保存模型： File Save as jobname.db（9）

10、修改Title: File change Title,輸入load, ok.6：施加載荷與約束： （1）施加約束： Solution Define Loads Apply Structural DisplacementOn Areas 選取椅子底面（y=0）,ok,在彈出對話框里選ALL DOF.ok.關(guān)閉對話框。 （2）施加壓力： Solution Define Loads Apply Structural PressureOn Area.選取椅子的坐面，ok在彈出對話框LoadPRES框輸入4000，apply。選取椅子的背靠面，ok，在LoadPRES框輸入800，OK。如圖： 圖2-3

11、輸入均布壓力圖 圖2-4均布壓力分布圖7 求解：Solution Solve Current LS 單擊 ok。當(dāng)出現(xiàn)“Solution is done”時(shí)，求解完成。8 結(jié)果顯示：（1）變形顯示：General Postproc Plot Results Deformed Shape出現(xiàn)對話框，選取Def+unerf edge。OK出現(xiàn)如下圖： 圖2-5椅子在加壓后變形圖（2）等高線顯示Von Mises 應(yīng)力： General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu在彈出對話框內(nèi)選取Stress,在選取von Mises stress，o

12、k。顯示如下： 圖2-6Von Mises應(yīng)力分布 圖2-7Von Mises應(yīng)力分布（不同視角）（3）顯示Y方向上的應(yīng)力分布： General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu，選取Stress,再選取Y-component of stress Ok。顯示如下： 圖2-8在Y方向上應(yīng)力等高分布圖9 退出：File Exit Save Everything ，ok。三 分析： 由以上做的分析結(jié)果可以看到椅子在座面4000pa,背靠面800pa的均布壓力下的最大應(yīng)力是63.9Mpa，而許可應(yīng)力為200Mpa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許可應(yīng)力， 同時(shí)在（2-6）圖Von Mises應(yīng)力分布中可以看出在這種模擬載荷下載椅子的座面與椅子下體轉(zhuǎn)角處的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生最大應(yīng)力。四 結(jié)論 顯然我們的座椅是滿足強(qiáng)度要求的，同時(shí)這類座椅的危險(xiǎn)點(diǎn)在座面與椅子下體轉(zhuǎn)角處。五 感想從上面的分析中可以看出我們的椅子在200kg多的重力下還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到許用應(yīng)