ANSYS模擬報(bào)告支座類零件及結(jié)構(gòu)靜力模擬分析報(bào)告

1、材料成形過(guò)程數(shù)值模擬報(bào)告：ANSYS模擬報(bào)告支座零件建模及結(jié)構(gòu)靜力模擬分析報(bào)告1、問(wèn)題描述用2-W 殳啞矣Vtt賂構(gòu)少，収閉上圖為需要建立的模型的3D示意圖，底座為150 X 400的矩形，有通孔的一邊兩個(gè)角有半徑為7的倒角，底座上的通孔半徑為40,主體為兩塊交叉的肋板和被支撐圓柱，主肋板為長(zhǎng)300厚30的板塊，副肋板寬120厚30,空心圓柱體徑為 80外徑為140。圓柱體上有徑 20外徑40的小型瞳孔。使用材料為Q235鋼材，彈性模量為206000Mpa,泊松比0.3，密度為7840kg/M3,屈服強(qiáng)度為235Mpa> 固定底面和通孔不動(dòng)，對(duì)大圓柱表面施加30Mpa起擴(kuò)作用的載荷。2、

2、問(wèn)題分析選用自頂向下建模的方式。先做一個(gè)矩形塊為底板，然后再建立一個(gè)板塊，用矩形塊減去板塊。然后對(duì)底板的兩個(gè)角進(jìn)行 倒角操作，然后在底板上建立兩個(gè)圓柱體，用底板減去圓柱通孔。建立一個(gè)支撐肋板，再建立一塊 肋板。變換坐標(biāo)系，建立大空心圓柱體，利用平面劃分將圓柱與肋板分開(kāi)，然后進(jìn)行減操作。然后 再建立一個(gè)半徑為 20的小圓柱體，用大空心圓柱體減去半徑小的圓柱體達(dá)到打孔的目的。將小塊肋板延長(zhǎng)，然后進(jìn)行修整肋板操作。最后將全部模型進(jìn)行合并操作。建模完成后劃分有限單元格并設(shè) 置單元尺寸，輸入鋼材的參數(shù)，確定約束條件，對(duì)模型大空心圓柱表面施加30Mpa起擴(kuò)作用的載荷，通過(guò)軟件對(duì)受力情況進(jìn)行分析模擬并保存示

3、意圖。3、模擬計(jì)算過(guò)程1. 定義工作文件名和工作標(biāo)題1） 定義工作文件名：File | Cha nge Job name，輸入文件名稱，OK2） 定義工作工作標(biāo)題：File | Change Title，輸入工作標(biāo)題，OK。3） 重新顯示：Plot | Replot2. 顯示工作平面1） 顯示工作平面：WorkPla ne | Display Worki ng Pla ne2） 關(guān)閉三角坐標(biāo)符號(hào)： PlotCtrls | Window controls | Window Options | Location of triad| Not show n3） 顯示工作平面移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)工具欄：WorkP

4、la ne | Offset WP by In creme nts,把角度degrees調(diào)整到90°,然后通過(guò)旋轉(zhuǎn) X,Y,Z軸來(lái)建立，X軸在前，Y軸在右，Z軸在上的右手坐標(biāo)系。3. 生成支座底板1）生成矩形塊: Preprocessor | Modeling | Create | Volumes | Block | By Dimensions, 然后分別輸入 0，150； 0，400； 0，40。2）生成矩形塊: Preprocessor | Modeling | Create | Volumes | Block | By Dimensions, 然后分別輸入 0，150； 85，

5、315; 0，10。nANSYSvolumesm-gjTYPE NUMJUN 7 201920:48:213）體相減操作：Preprocessor | Modeli ng | Operate | Boolea ns | Subtract | Volumes1VOLUMESTYPE NUM先選擇被減的基體，OK在選擇要減去的小矩形塊，OKANSYSuiyjJUN 7 201920:49:25201605224. 支座底板倒角操作1）面倒角：Preprocessor | Model ing | Create | Areas | Area Fillet，然后用鼠標(biāo)選擇兩個(gè)相交的平面，回車確定，在曲面

6、半徑輸入 40，回車。之后對(duì)另外兩面重復(fù)操作，得到圖片的 樣子。1AREASTYPE NUMAN SYSDI9.2JUN 7 201920:50:05201605222） 體用倒角面分開(kāi)：Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Divide | Volumes by area ,先選中整個(gè)矩形塊，回車確認(rèn)，在依次選中兩個(gè)倒角面，確認(rèn)。3） 體刪除操作：Preprocessor | Modeli ng | Delete | Volume and Below，依次選中兩個(gè)個(gè)角，確認(rèn)，刪除支座底板的2個(gè)角。0160522AREASTYPE NUM

7、JUN 7 201920:50:52201605225. 支座底板打孔操作1） 生成第 1 個(gè)圓柱體：Preprocessor | Modeling | Create | Volumes | Cylinder | Solid Cyli nder輸入 WP X=11Q WPY=4Q 半徑 20,高度 50, OK2） 生成第 2 個(gè)圓柱體：Preprocessor | Modeling |Create | Volumes | Cylinder | Solid Cyli nder輸入 WP X=11Q WPY=360 半徑 20,高度 50，OK3） 體相減操作：Preprocessor | Mo

8、deli ng | Operate | Boolea ns | Subtract | Volumes201605227REAS昭TYPE NUMJUN 7 201920:51:49先選擇被減的基體，OK再選擇兩個(gè)要減去的圓柱體，OKTYPE NUMJUN 7 201920:52:16201605226. 生成肋板1）生成矩形塊: Preprocessor | Modeling | Create | Volumes | Block | By Dimensions, 然后分別輸入 0，30； 50，350； 40，265。2）生成矩形塊: Preprocessor | Modeling | Cre

9、ate | Volumes | Block | By Dimensions, 然后分別輸入 30，88; 185，215； 40，265。，點(diǎn)擊3） 體積加操作:Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Add | Volumes pick all 了。VOLUMES20160522VOLUMESTYPE NUM20160522JUN 7 201920:53:467. 在肋板上建立空心圓柱1） 平移工作平面：WorkPla ne | Offset WP by In creme nts,在上部的框中輸入 -22 , 200, 240。2） 旋轉(zhuǎn)

10、 ZX 工作平面： WorkPla ne | Offset WP by In creme nts,在下部的框中輸入 0， 0， 90。3）生成空心圓柱體：Preprocessor | Modeling | Create | Volumes | Cylinder | solid Cylinder 輸入 WP X=Q WPY= 0半徑1為40,半徑2為70，高度120，OK4） 肋板用半徑為 70 的圓柱面分開(kāi)：Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Divide| Volumes by area，選圓柱的外表面，OK5） 刪除空心圓柱體部的體

11、塊：Preprocessor | Modeli ng | Delete | Volume and Below，選擇大圓柱面的體積，OKVOLUMESTYPE NUMl廿 i8JUN 7 201921:01:47VOLUMESTYPE NUMViri-JJUN 7 201921:03:4420160522201605228. 在空心圓柱上打孔1） 旋轉(zhuǎn) ZX 工作平面： WorkPla ne | Offset WP by In creme nts,在下部的框中輸入 0，0，-90。2） 平移工作平面：WorkPla ne | Offset WP by In creme nts,在上部的框中輸入

12、60，0， 0。3） 生成空心圓柱體：Preprocessor | Modeli ng | Create | Volumes | Cyli nder | HollowCylinder，輸入 WP X=0 WPY= Q 半徑 1 為 40,半徑 2 為 70,高度 120，OK4） 空心圓柱體用半徑為 40的圓柱面分開(kāi)：Preprocessor | Modeling | Operate |Booleans |Divide | Volumes by area，先選中要分割的小圓柱體，在選圓柱表面，OK5） 刪除空心圓柱部的塊體：Preprocessor | Modeli ng | Delete |

13、 Volume and Below，選中圓柱體的體積，OK201605229修整肋板1）由關(guān)鍵點(diǎn)生成面： Preprocessor | Modeling | Create | Areas | Arbitrary | Through KPs,依次選擇四個(gè)點(diǎn)生成如圖所示肋面，OK再在另一方向重復(fù)操作。2） 用面分解體：Preprocessor | Modeling | Operate | Booleans | Divide | Volumes by area選擇兩個(gè)肋面，點(diǎn)擊 OK用兩個(gè)肋面分解長(zhǎng)為300的肋板。3） 刪除體操作：Preprocessor | Modeli ng | Delete

14、| Volume and Below選擇兩邊的體積，OK20160522VOLUMESTYPE NUMJUN 8 201915:21:1310. 增加和修整肋板1） 拉伸面模型：Preprocessor | Modeli ng | Operate | Extrude |Areas Alo ng Normal，選擇肋板的前面，長(zhǎng)度輸入62，OK2） 由關(guān)鍵點(diǎn)生成面：Preprocessor | Modeling | Create | Areas | Arbitrary | Through KPs，依次選擇四個(gè)點(diǎn)生成如圖所示肋面，OK3） 用面分解體：Preprocessor | Modeling

15、 | Operate | Booleans | Divide | Volumes by area， 選擇用生成的肋面，OK4） 刪除體操作：Preprocessor | Modeli ng | Delete | Volume and Below，選擇生成的肋面上邊的體，OK。5） 體相加操作：Preprocessor | Modeli ng | Operate | Boolea ns | Add | Volumes，點(diǎn)擊Pick All 按鈕。6） 關(guān)閉工作平面： Workpla ne | Display Worki ng Pla ne。7）保存實(shí)體模型數(shù)據(jù)。VOLUMESTYPE NUM20

16、1605221 VOLUMESTYPE NUMANSrsIU4.2JUN 8 201915:27:482016052211. 劃分有限元網(wǎng)格1）選擇單元類型：Preprocessor | Eleme nt Type | Add/Edit/Delete單擊“Add'按鈕，彈出“單元類型庫(kù)”對(duì)話框，選擇“Solid ”中的“ Brick8 node 185”選項(xiàng),單擊 OK CLOSEA Lib-ar,- L rmErtt lyp代Only istru ciural eleimenr are shownLibrary El#m#nt TyprcS-trurajral Ms 強(qiáng)LnkAQui

17、d 4 rodo 1B26 node 1SJA&6曰FrBridlk E node 135Pipe2 Or-ode 113&ccx'-icret 65*Brick Enode 135ElementTerence nLimber1OK 1ApplyCancelHe p2）設(shè)置單元尺寸命令：Preprocessor | Meshi ng | Size Ctrls | Man ualSize | Globe | Size size輸入“ 6”，單擊OK。3）生成有限元網(wǎng)格Preprocessor | Mesh ing | Mesh | Volumes | Free在彈出的拾取

18、框中，單擊PICK ALL。4）保存有限元模型數(shù)據(jù)。1ELEMENTSANSVSItlv.zJUN 8 201918:38:542016052212. 輸入數(shù)據(jù)1) PreprocessorMaterial Props | Material Models，點(diǎn)擊Structural|Linear|Elastic|lsotropic，輸入彈性模量2.06e5 和泊松比 0.3 , OKA叫! bj rrl 丄電13 MldljBL2) Preprocessor | Material Props | Material Models ， 點(diǎn) 擊Structural|Nonlinear|lnelasti

19、c|Rate Independent|lsotropic Hardening Plastic|MisesPlasticity|Bllinear 。輸入 235 和 0, OK。A| F “ 7亠-El "is* La:l3) PreprocessorMaterial Props | Material Models 密度 7.84e-6 , OK，點(diǎn)擊 Structural|De nsity ，輸入13. 建立約束面Preprocessor | Loads | Analysis Type | New Analysi ,，選擇 Static 。Preprocessor | Loads |

20、 Define Loads | Apply Structural | Displaceme nt | On Areas,選中左右兩邊下底面和兩個(gè)個(gè)鉆孔。ELEMENTSANSYSJUS 920102214. 建立壓力面Preprocessor | Loads | Define Loads | ApplyStructural | Pressure | On Areas，選擇大圓柱上平面，輸入 30Mpa OK。ANSYSELEMElfTSttW.2JWK & 201919x40:102j16：i52215.結(jié)果圖八 Applj/ S n areansSolutio n|Solve|Cur

21、re nt LSM主I色宣jj gfjywjr|FF- 丁 鼻xrLkbhm! l> > p I » HiM.Lld.LlVe lltiati.iXi SJIM-I4、模擬結(jié)果分析1. X方向應(yīng)力:由圖中可見(jiàn)，空心圓柱表面的上下部分受X方向應(yīng)力最大為 96mpz,左右部分最小為-25.6mpa,肋板受X方向應(yīng)力大小基本一致在 -12mpa左右，底板受X方向應(yīng)力也較小，有兩塊關(guān)于中間肋板對(duì)稱的區(qū)域受X方向應(yīng)力稍大。2. Y方向應(yīng)力:由圖中可見(jiàn)，空心圓柱表面的左右部分受Y方向應(yīng)力最大為 46mpz,上下部分最小為-29.1mpa，肋板受Y方向應(yīng)力大小不大，大部分為 -12mp

22、a，靠近中間肋板的接縫處為 12mpa底板受Y方向應(yīng)力均勻且不大，為5mpa左右。且受力關(guān)于中間肋板呈對(duì)稱分布。3. Z方向應(yīng)力:NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1SZ (AVG)RSYS=0DMX =.035554SMN =-22.6558SMX =36.4578R19.2JUN 8 201920:10:31_/MmnY-22.6558-16.0876一9.51943-2.95125369210.185116.753323.321429.889636.457820160522由圖中可見(jiàn)，空心圓柱體的表面后半部分受Z方向應(yīng)力最大，為 36.45mpa，空心圓柱上表

23、面的小圓柱體接縫周圍受 Z方向應(yīng)力最小，為-22.6mpa，其余部分受力均勻?yàn)?3mpa左右。且受力關(guān)于中間肋 板呈對(duì)稱分布。4. 等效應(yīng)力:1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1SEQV (AVG)DMX =.035554SMX =97.7924ANSYS1(119.2JUN 8 201920:09:37021.731643.463365.194986.926610.865832.597554.329176.060797.792420160522235由圖中可見(jiàn)，最大等效應(yīng)力為97.7924 V = = 156.67 （安全系數(shù)取1.5 ）,所以零n 1.5件屬于

24、彈性狀態(tài)，可安全使用。零件的最大受力處為空心圓柱體的表面上下處，表面的下半部分受肋板支撐的地方受力為最大。圓柱體的外表面受力情況則與表面相反，為兩側(cè)較大，上下部分較小。肋板部分的與圓柱體相交處和邊界部分，受力較大。底板幾乎不受力，只在交界處有輕微受力，且受力關(guān)于中間肋板呈對(duì)稱分布。5. X方向位移: 如圖所示，零件 X方向位移最大的部分為空心圓柱體表面的左右處，且大小相同，方向相反。肋板 和底板位移較小。1NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1UX (AVG)RSYS=0DMX =.035554SMN =-.019159SMX =.019161ANSYSAIMJUN 8 201920:11:45-.019159-.014901-.010643-.002128-.006386.006387.014903.010645.0191616. Y方向位移:廠NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1UY (AVG)RSYS=0DMX =.035554SMN =-.019392SMX =.013399ANSYSR19.ZJUN 8 201920:12:04-.019392-.012105-.004818.002468.009755-.015749-.008462-.001175.006112.01339920160522Y