階梯軸ANSYS靜態(tài)分析與模態(tài)分析(共26頁(yè))

1、階梯(jit)軸ANSYS靜態(tài)(jngti)分析(fnx)與模態(tài)分析 階梯軸結(jié)構(gòu)如下：下面來(lái)做軸的靜態(tài)(jngti)分析：1定義(dngy)工作文件名和工作標(biāo)題（過(guò)程(guchng)略）2顯示工作平面（過(guò)程略）3利用矩形面素生成面1)生成矩形面：MainMenuPreprocessorCreateRectangleByDimensions，在對(duì)話框的“X-coordinates”和“Y-coordinates”后面輸入欄中分別輸入下列數(shù)據(jù)：X1=0，X2=260，Y1=0，Y2=70，單擊“Aplay” X1=260，X2=380，Y1=0，Y2=75，單擊“Aplay”；XI=380，X2=

2、420，Y1=0，Y2=100，單擊“Aplay”；X1=420，X2=660，Y1=0，Y2=80，單擊“Aplay”；X1=660，X2=800，Y1=0，Y2=75，單擊“ok”；生成的結(jié)果如圖2)矩形(jxng)面相加操作：MainMenuPreprocessorOperateAddAreas，出現(xiàn)(chxin)一個(gè)拾取框，單擊“PickAll”，則完成(wn chng)相加操作，生成的結(jié)果如圖4由面繞軸線生成體面繞軸線操作：MainMenuPreprocessorOperateExtrudeAboutAxis，出現(xiàn)一個(gè)拾取框，單擊“PickAll”又出現(xiàn)第二個(gè)拾取軸心線兩端點(diǎn)的拾取框

3、，用鼠標(biāo)在圖形上分別拾取編號(hào)為“1、18”的關(guān)鍵點(diǎn)，然后單擊“OK”，又彈出一個(gè)對(duì)話框單擊“OK”. 2)保存(bocn)到文件中：MainMenuFileSaveAs,彈出一個(gè)(y )對(duì)話框，在“SaveDatabaseto”下面的輸入(shr)欄中輸入用戶自定義的文件名“shaft.DB”，單擊“OK”.5生成A-A鍵槽移動(dòng)工作平面：在“OffsetWPbyIncrements”中的“X，Y，ZOffset”下面的輸入欄中輸入“85，0，40”（A-A鍵槽左側(cè)圓弧中心），并按“Enter”鍵確認(rèn)。生成一個(gè)圓MainMenuPreprocessorCreateCylinderSolidCyl

4、inder,彈出一個(gè)對(duì)話框，在其輸入欄中分別輸入“Radius=25，Deoth=50”，單擊“OK”。生成一個(gè)塊：MainMenuPreprocessorCreateBlockByDimensions，彈出一個(gè)話框，在其輸入欄中輸入的數(shù)據(jù)如圖所示，單擊OK。4)移動(dòng)(ydng)工作平面：在“OffsetWP”中的“X，Y，ZOffset”下面(xi mian)的輸入欄中輸入“130，0，0”，并按“Enter”鍵確認(rèn)(qurn)。5)生成第二個(gè)圓柱體： MainMenuPreprocessorCreateCylinderSolidCylinder，彈出 一個(gè) 對(duì)話框，在其輸入欄中分別輸入“R

5、adius=25，Deoth=50”，單擊“OK”。生成的實(shí)體如圖所示。6）進(jìn)行(jnxng)減操作：MainMenuPreprocessorOperateSubstractVolumes，彈出第一個(gè)拾取(shq)框，用鼠標(biāo)在圖形屏幕(pngm)上拾取編號(hào)為“V1，V2”的體素，單擊“OK”，又彈出第二個(gè)拾取框，這時(shí)用鼠標(biāo)在圖形分別拾取編號(hào)為“V5，V6，V7”的體素，單擊“OK”7) 體相加操作：MainMenuPreprocessorOperateAddVolumes，彈出一個(gè)拾取框，單擊“PickAll”6生成(shn chn)B-B鍵槽1) 移動(dòng)工作(gngzu)平面到關(guān)鍵點(diǎn)上：Uti

6、lityMenuWorkplaneOffsetWPtoKrypoints, 出現(xiàn)一個(gè)拾取框，用鼠標(biāo)在圖形屏幕上拾取編號(hào)為“17”的關(guān)鍵點(diǎn)（軸肩根部(n b)表面點(diǎn)），單擊“OK”。 2) 移動(dòng)工作平面：在“Offset WP”中的“X，Y，Z Offset”下面的輸入欄中輸入“65，0，-30”，并按“Enter”鍵確認(rèn)。 3) 生成一個(gè)圓柱體：Main MenuPreprocessorCreate CylinderSolid Cylinder, 彈出一個(gè)對(duì)話框，在其輸入欄中分別輸入“Radius=25，Deoth=50”，單擊“OK”。4) 生成一個(gè)塊：Main MenuPreprocess

7、orCreate BlockBy Dimensions，彈出一個(gè)對(duì)話框，在其輸入欄中輸入的數(shù)據(jù)如圖所示。 5) 移動(dòng)工作平面：在“Offset WP”中的“X，Y，Z Offset”下面的輸入欄中輸入“130，0，0” 并按“Enter”鍵確認(rèn)。 6) 生成二個(gè)圓柱體：Main MenuPreprocessorCreate CylinderSolid Cylinder，彈出對(duì)話框，在其輸入欄中分別輸入“Radius=25，Deoth=50”，單擊“OK”。生成的實(shí)體如圖所示。 7)進(jìn)行減操作：Main MenuPreprocessorOperateSubstractVolumes，彈出第一個(gè)拾

8、取框，用鼠標(biāo)在圖形屏幕(pngm)上拾取編號(hào)為“V1，”的體素，單擊“OK”，又彈出第二個(gè)拾取框，這時(shí)用鼠標(biāo)在圖形(txng)分別拾取編號(hào)為“V2，V3，V4”的體素，單擊“OK”。8)保存數(shù)據(jù)(shj)結(jié)果：MainMenuFileSaveAs,彈出一個(gè)(y )對(duì)話框，在“SaveDatabaseto”下面(xi mian)的輸入欄中輸入用戶自定義的文件名“Shaft1.DB”，單擊“OK”。9）閉工作平面顯示：UtilityMenuWorkplaneDisplayWorkingPlane。7生成有限元模型 1) 選擇單元類型：MainMenuPreprocessorElementTypeA

9、dd/Edit/Delete,彈出一個(gè)如圖所示的對(duì)話框，單擊“Add”又彈出一個(gè)對(duì)話框，在選擇框中分別選擇“StructuralSolid”和“Tel10node92”，單擊“OK”又單擊圖3-17上的“Close”。則完成單元類型的選擇. 2）設(shè)置材料屬性：執(zhí)行Main MenuPreprocessorMeterial PropsMeterial Models命令，選擇Structurallinerelasticisotropic,在EX和PRXY中輸入2e11和0.3。再選擇Desity，輸入7800. 3)設(shè)定單元的尺寸大?。篗ainMenuPreprocessorSizeCntrls-

10、Global-Size，彈出一個(gè)如圖所示的對(duì)話框，在“Elementedgelength”后面的輸入欄中輸入“10”，單擊“OK”。4)采用(ciyng)自由網(wǎng)格劃分方式生成網(wǎng)格：MainMenuPreprocessorMesh-Volumes-Free,出現(xiàn)一個(gè)(y )拾取框，單擊“PickAll”，生成(shn chn)的網(wǎng)格如圖所示。5)保存有限元模型數(shù)據(jù)到文件：MainMenuFileSaveAs,彈出一個(gè)對(duì)話框，在“SaveDatabaseto”下面的輸入欄中輸入用戶自定義的文件名“Shaft1.DB”，單擊“OK”8施加(shji)載荷約束(yush)及求解(qi ji)階梯軸所承

11、受的應(yīng)力一般由兩個(gè)部分組成：彎矩和扭矩。通常情況下，我們認(rèn)為階梯軸為傳動(dòng)軸，所以我們?cè)趯?shí)際分析中只考慮階梯軸承受扭矩的問(wèn)題。而階梯軸的扭矩按實(shí)際情況一般分布在鍵槽的一個(gè)側(cè)面，而且往往是成對(duì)出現(xiàn)的，所以我們五階階梯軸進(jìn)行載荷加載時(shí)，主要考慮加載在鍵槽一側(cè)的均布應(yīng)力的情況且成對(duì)出現(xiàn)。1)選取菜單MainMenu|Preprocessor|Loads|DefineLoads|Apply|Structural|Displacement|Onnodes，將會(huì)彈出拾取對(duì)話框,選擇鍵軸最兩邊點(diǎn)，單擊對(duì)話框中的“OK”按鈕，選擇ALL DOF。完成施加約束操作。2)選取MainMenu|Solution|De

12、fineLoads|Apply|Structural|Pressure|OnAreas將會(huì)彈出拾取對(duì)話框,選擇兩個(gè)鍵槽相反的側(cè)面，單擊“OK”按鈕，彈出另一對(duì)話框，在LoadPRESvalue項(xiàng)輸入“50”單擊“OK”完成施加載荷操作。3)選取菜單路徑MainMenu|Solution|Solve|CurrentLS彈SolveCurrentLoadStep對(duì)話框，單擊“OK”開(kāi)始求解，求解結(jié)束后，關(guān)閉相應(yīng)對(duì)話框。4)選取菜單路徑MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu將彈出ContourNodalSolutionDa

13、ta對(duì)話框，選擇NodalSolution|DOFSolution|Displacementvectorsum將得到如位移圖?？梢钥闯鲚S在傳動(dòng)過(guò)程中由于兩個(gè)鍵槽傳遞相反方向的力矩，鍵槽凸向了相反方向。5)選取(xunq)菜單路徑MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu將彈出ContourNodalSolutionData對(duì)話框，選擇(xunz)NodalSolution|Stress|vonMisesStress將得到(d do)如下應(yīng)力圖從圖中可以看出，鍵槽的底部的應(yīng)力最大6)選取菜單路徑MainMenu|Gener

14、alPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu將彈出ContourNodalSolutionData對(duì)話框，選擇NodalSolution|Elastic Strain|vonMisesElastic Strain將得到彈性形變圖模態(tài)分析(fnx)調(diào)出保存(bocn)的Shaft1.BD文件1指定分析(fnx)類型和分析選項(xiàng)1)選擇菜單Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Anlysis，出現(xiàn)對(duì)話框.2）選擇Modal項(xiàng)單擊OK.3)選擇菜單(ci dn)Main MenuSolutionAnlysis TypeAnlys

15、is Option,設(shè)置如下：4）施加(shji)約束條件，選擇兩個(gè)圓端面2將模態(tài)擴(kuò)展(kuzhn)并求解1）選擇(xunz)菜單Main MenuSolutionLoad Step OptsExpansionPassSingle ExpandExpand Modes，彈出對(duì)話框2）在No. of modes to expand中輸入53）選擇菜單Main MenuSolutionSolveCurrent LS,開(kāi)始求解4）求解完成，關(guān)閉窗口3進(jìn)行(jnxng)結(jié)果后處理1）選擇菜單Main MenuGeneral PostprocResult Summary,觀察(gunch)彈出的信息然后關(guān)閉2)選擇(xunz)菜單Main MenuGeneral PostprocRead ResultsFirst Set3)執(zhí)行Main MenuGeneral PostprocPlot ResultContour PlotNodal Solu,在彈出的對(duì)話框中，分別選擇“DOF Solution”下面的“Displacement ve