有限元分析課件第三課

1、INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例 問(wèn)題說(shuō)明問(wèn)題說(shuō)明: :圖圖3-21所示為某產(chǎn)品上的一根軸，下面將采用不同方法所示為某產(chǎn)品上的一根軸，下面將采用不同方法建立其幾何實(shí)體模型。該軸為加工和安裝設(shè)置了多個(gè)凹槽和凸臺(tái)，在建立其幾何實(shí)體模型。該軸為加工和安裝設(shè)置了多個(gè)凹槽和凸臺(tái)，在建模過(guò)程中可根據(jù)分析問(wèn)題的性質(zhì)取舍。特別是純粹為加工方便而設(shè)建模過(guò)程中可根據(jù)分析問(wèn)題的性質(zhì)取舍。特別是純粹為加工方便而設(shè)置的凹槽和凸臺(tái)在分析過(guò)程中完全可以不考慮。置

2、的凹槽和凸臺(tái)在分析過(guò)程中完全可以不考慮。圖3-21 軸零件的2-D平面示意圖INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例Utility MenuFileChange Jobname ：“SHAFTl ”。并選擇【New log and error files】復(fù)選框， Utility MenuFileChange Title ：“The Shaft Model ” Utility MenuPlotReplot 1、定義工作文件名和工作標(biāo)題、定義

3、工作文件名和工作標(biāo)題自底向上建模INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例Utility MenuWorkPlaneDisplay Working Plane Utility MenuPlotCtrlsWindow ControlsWindow Options。【Location of triad】下拉列表框中選擇“Not Shown”選項(xiàng)。 Utility MenuWorkPlaneOffset WP by Increments顯示【Off

4、set WP】工具欄 2、顯示工作平面、顯示工作平面INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例3、利用矩形面素生成面、利用矩形面素生成面Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasRectangleBy Dimensions 。在“X-coordinates”和“Y-coordinates”文本框中分別輸入“0，260”及“0，70”，輸入“260，620”及“0，75”輸入“620，660”及“0，100

5、”。Main MenuPreprocessorModelingOperateBooleans AddAreas。單擊“pick all”按鈕完成相加操作。 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例Main Menu PreprocessorModelingOperateExtrudeAreasAbout Axis 單擊“pick all”按鈕，出現(xiàn)第2個(gè)拾取軸心線(xiàn)兩端點(diǎn)的拾取框。分別拾取編號(hào)為1和10的關(guān)鍵點(diǎn)，單擊“OK”按鈕。Utilit

6、y MenuPlotCtrlsPan Zoom Rotate單擊”“iso”按鈕。4、由面繞軸線(xiàn)生成體、由面繞軸線(xiàn)生成體INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例在【Offset WP】工具欄中的【X,Y,Z Offset】文本框中輸入“85，0，40” 。Main MenuPreprocessorModelingCreateVolumes Cylinder Solid Cylinder。【Radius】和【Depth】文本框中分別輸入“25

7、”及“50” 。Main MenuPreprocessor ModelingCreateVolumesBlock By Dimensions 5、生成、生成A_A鍵鍵槽槽INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例在“Offset WP”工具欄的【X,Y,Z Offset】文本框中輸入“130，0，0”。 生成第2個(gè)圓柱體：操作和生成第1個(gè)圓柱體一樣 。5、生成、生成A_A鍵鍵槽槽INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part

8、 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例 Main MenuPreprocessorModelingOperate Booleans Subtract Volumes。彈出第1個(gè)拾取框。拾取編號(hào)為V1和V2的體素，彈出第2個(gè)拾取框。分別拾取編號(hào)為V5、V6和V7的體素。 Main MenuPreprocessorModelingOperateBooleans Add Volumes。單擊“OK”按鈕。Utility MenuPlotReplot 5、生成、生成A_A鍵鍵槽槽INTRODUCTION TO

9、 ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例 問(wèn)題說(shuō)明問(wèn)題說(shuō)明: :如圖如圖4-2所示為汽車(chē)連桿的幾何模型，連桿的厚度為所示為汽車(chē)連桿的幾何模型，連桿的厚度為0.5in，圖中標(biāo)注尺寸的單位均為英制。在小頭孔的內(nèi)側(cè)，圖中標(biāo)注尺寸的單位均為英制。在小頭孔的內(nèi)側(cè)90范圍內(nèi)承受范圍內(nèi)承受P=l 000psi的面載荷作用，利用有限元分析該連桿的受力狀態(tài)。連桿的材的面載荷作用，利用有限元分析該連桿的受力狀態(tài)。連桿的材料屬性為楊氏模量料屬性為楊氏模量E=30106psi，泊松比為，泊松比

10、為0.3。圖4-2 連桿的幾何模型INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例Utility MenuFileChange Jobname ：“c-rod ” Utility MenuFileChange Title ：“The stress calculating of c-rod ” Utility MenuPlotReplot 1、定義工作文件名和工作標(biāo)題、定義工作文件名和工作標(biāo)題INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - P

11、art 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例設(shè)置“K1”為“QUAD 8-Node” 2、定義單元類(lèi)型及材料屬性、定義單元類(lèi)型及材料屬性輸入“EX=30e6，PRXY=0.3” INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例MainMenuPreprocessorModelingCreateAreasCircleBy Dimensions 3、建立、建立

12、2D模型模型如圖所示輸入數(shù)據(jù)。在如圖所示輸入數(shù)據(jù)。在【THETAl】文本框中輸入文本框中輸入“45”，單，單擊按鈕。擊按鈕。 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例Main MenuPreprocessorModelingCreate Areas Rectangle By Dimensions 4、創(chuàng)建兩個(gè)矩形面、創(chuàng)建兩個(gè)矩形面 如圖所示輸入數(shù)據(jù)。輸入如圖所示輸入數(shù)據(jù)。輸入“-1.8，-1.2”及及“0，0.3”，單擊按，單擊按鈕。鈕。

13、INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例Utility MenuWorkPlaneOffset WP toXYZ Locations ：6.5Utility MenuWorkPlaneChange Active CS toWorking Plane 4、創(chuàng)建兩個(gè)矩形面、創(chuàng)建兩個(gè)矩形面 Main MenuPreprocessor ModelingCreateAreas Circle By Dimensions 輸入“RAD1=0.7”，“RA

14、D2=0.4”，“THETA1=0”，“THETA2=180” 。輸入“THETA2=135” 。 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例面疊分操作面疊分操作 ：Main MenuPreprocessorModelingOperateBooleans Overlap Areas 拾取編號(hào)為A1、A2、A3和A4的面。選擇編號(hào)為選擇編號(hào)為A5和和A6的面的面。 4、創(chuàng)建兩個(gè)矩形面、創(chuàng)建兩個(gè)矩形面 Utility MenuWorkPlaneC

15、hange Active CS toGlobal Cartesian 定義4個(gè)新的關(guān)鍵點(diǎn)： Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS 輸入“28”、“2.5”和“0.5”，輸入“29”、“3.25”和“0.4”，輸入“30”、“4”和“0.33”，輸入“31”、“4.75”和“0.28”。INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例Utility MenuWorkPlane

16、Change Active CS toGlobal Cylindrical 4、創(chuàng)建兩個(gè)矩形面、創(chuàng)建兩個(gè)矩形面 MainMenuPreprocessorModelingCreateLinesSplinesWith Options Spline Thru KPs：拾取5、28、29、30、31和21 這6個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1ANSYS 入門(mén)入門(mén)結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例結(jié)構(gòu)線(xiàn)性靜力分析示例Main MenuPreprocessorModelingCreateLines Lines Straight Line ：拾取編號(hào)為 1和18的關(guān)鍵點(diǎn)。5、生成一個(gè)新面、生成一個(gè)新面Main MenuPreprocessorModelingCreateAreas Arbitrary By Lines ：拾取編號(hào)為6、1、7和25的4條線(xiàn)。 Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesLine Fillet ：拾取編號(hào)為36和40的線(xiàn)，編號(hào)為40、31、30和39的線(xiàn)進(jìn)行倒角。 INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1INTRODUCTION TO