ANSYS課程分析報(bào)告

Ansys課程報(bào)告分析自行車(chē)的框架一、問(wèn)題描述自行車(chē)框架簡(jiǎn)圖如下，它由管型鋁材制成，其外徑為25mm，壁厚為2mm。在圖示的坐標(biāo)系統(tǒng)中，1，2，3和4點(diǎn)在xy坐標(biāo)面內(nèi)；1和2點(diǎn)在y軸上而4點(diǎn)在x軸上；5和6點(diǎn)在xz坐標(biāo)面內(nèi)，它們是關(guān)于xy面對(duì)稱的，5點(diǎn)的x和z坐標(biāo)已標(biāo)在圖上。鋁材的彈性模量為69GPa，泊松比為0.33。二、建立模型與求解1.前處理：定義問(wèn)題建立修改工作文件名和標(biāo)題：翻開(kāi)文件，單擊UtilityMenu/File/ChangeTile，翻開(kāi)ChangeTile菜單，在Enter菜單中輸入“3DBicycleSpaceframe〞，修改標(biāo)題，如下列圖所示，然后點(diǎn)擊UtilityMenu/Plot/Replot重繪圖形顯示界面。2.材料屬性材料為鋼材，彈性模量69Gpa，泊松比0.33。采用命令流方式輸入：MPTEMP，1,0MPDATA，EX，1，，6900MPDATA，PRXY，1，，0.333.單元類型選擇單元類型定義為Beam188，梁?jiǎn)卧愋虴T，1，BEAM1884.截面屬性在Beam188的單元類型中，有多種截面類型可供選擇，通過(guò)下拉表找到管狀截面類型，編輯相關(guān)的常數(shù)?？蚣苡晒苄弯X材制成，其外徑為25mm，壁厚為2mm。5.生成模型為自行車(chē)框架定義6個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)和點(diǎn)之間的連線，他們?cè)谙旅娴谋碇衚eypoint coordinatexyz10325020400035004000450000582505068250-50linekeypoint1st2st112223334414535645736846通過(guò)命令流方式生成這些點(diǎn)與線K,1,0,325,0,K,2,0,400,0,K,3,500,400,0,K,4,500,0,0,K,5,825,0,50,K,6,825,0,-50,LSTR,1,2LSTR,2,3LSTR,3,4LSTR,1,4LSTR,3,5LSTR,3,6LSTR,4,5LSTR,4,6生成之后的模型圖如下：6.劃分網(wǎng)格Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines>AllLines設(shè)置每個(gè)網(wǎng)格尺寸為10mm現(xiàn)在可以劃分框架了在前處理菜單中選擇Meshing>Mesh>Lines并點(diǎn)擊MeshLines窗口里的PickAll將出現(xiàn)如下窗口。7.求解階段：設(shè)定載荷和求解〔1〕定義分析類型點(diǎn)擊ANSYSMainMenu/Preferences,翻開(kāi)PreferencesforGUIFiltering菜單，選擇Structural〔2〕應(yīng)用約束關(guān)鍵點(diǎn)1是固定約束可使用命令行輸入約束，以下是應(yīng)用約束條件的命令行格式：DK,KPOI,VALUE,VALUE2,KEXPND,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6本體不需要全部輸入，因此輸入命令時(shí)有些空著用逗號(hào)隔開(kāi)，如第一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：DK，1，UX，0，，，UY，UZ第五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：DK，5，UY，0，，，UZY現(xiàn)在只有Y方向和Z方向被約束住了，X方向沒(méi)有被約束，同樣把關(guān)鍵點(diǎn)6的Y方和Z方向的自由度設(shè)為0,可把約束情況以文本形式列出來(lái)并驗(yàn)證如下：〔3〕加載荷在車(chē)座位置〔關(guān)鍵點(diǎn)3〕加垂直載荷600N，在踏板位置〔關(guān)鍵點(diǎn)4〕加載荷200N，可用命令行加載荷加載荷的格式為：FK，KPOI，Lab，value，value2在關(guān)鍵點(diǎn)3加豎直向下載荷600N：FK，3，F(xiàn)Y，-600在關(guān)鍵點(diǎn)4加豎直向下載荷200N：FK，4，F(xiàn)Y，-200限制自由度并施加約束后將出現(xiàn)下面窗口：(4)求解系統(tǒng)ALLSEL,ALL/STATUS,SOLUSOLVE8.后處理查看結(jié)果〔1〕變形選擇PlotResult>DeformedShape…’Def+undefedge’能同時(shí)查看變形和沒(méi)有變形的對(duì)象通過(guò)列表查看最大位移擾度是按節(jié)點(diǎn)計(jì)算的，所以首先應(yīng)該給節(jié)點(diǎn)編號(hào)翻開(kāi)UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering...選擇’Nodenumbers’其他的按鈕全部關(guān)閉。注意節(jié)點(diǎn)編號(hào)的順序，注意加載荷和約束的位置。從GeneralPostpro菜單項(xiàng)選擇擇ListResults>NodalSolutionNODEUXUYUZUSUMMAXIMUMABSOLUTEVALUESNODE1601024110VALUE-0.32979E-01-0.33955E-010.27931E-030.47332E-01位移云圖如下：三、不同模型分析選擇單元類型為Pipe16，以命令流方式進(jìn)行分析。/COM,Structural/PREP7/TITLE,3DBicyclespaceframeET,1,PIPE16R,1,25,2,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,6900MPDATA,PRXY,1,,0.33K,1,0,325,0,K,2,0,400,0,K,3,500,400,0,K,4,500,0,0,K,5,825,0,50,K,6,825,0,-50,LSTR,1,2LSTR,2,3LSTR,3,4LSTR,1,4LSTR,3,5LSTR,3,6LSTR,4,5LSTR,4,6LESIZE,ALL,10,,,1,,1,FLST,2,8,4,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-8LMESH,P51X/SOLFLST,2,1,3,ORDE,1FITEM,2,1DK,1,UX,0,,,UY,UZDK,5,UY,0,,,UZDK,6,UY,0,,,UZFK,3,FY,-600FK,4,FY,-200ALLSEL,ALL/STATUS,SOLUSOLVE〔1〕位移圖通過(guò)列表查看最大位移NODEUXUYUZUSUMMAXIMUMABSOLUTEVALUESNODE214160192213VALUE-0.22593-0.15437-0.15692E-020.27347〔2〕應(yīng)力GeneralPostproc>ElementTable>DefineTable...選擇’Add’選擇’Stress’和’vonMises’ElementTable>PlotTable同樣選擇適宜的標(biāo)尺列出應(yīng)力圖四、不同模型的比擬我們分析比擬一下兩種模型的優(yōu)缺點(diǎn)：首先比擬最大位移：〔1〕Beam188單元模擬結(jié)果：NODEUXUYUZUSUMNODE1601024110VALUE-3.2979E-01-0.33955E-010.27931E-030.47332E-01〔2〕Pipe16單元模擬結(jié)果：NODEUXUYUZUSUMNODE214160192213VALUE-0.22593-0.15437-0.15692E-020.27347從兩幅位移云圖中都不難發(fā)現(xiàn)