《虚拟设计x》
大作业。任课教师：xxx
学生姓名：xxx
学号：xxx
时间：xxx
ansys分析部分 1
一。问题描述与分析 1
二。ansys操作过程与方法 1
1.建立模型包括确定作业名和标题 1
2.定义单元类型 2
3.定义材料属性 2
4.创建几何模型、划分网格 3
5.建立接触对 3
6.加载求解 4
7.查看求解结果 6
三。有限元分析结果 7
1.加载情况下的应力应变 7
2.卸载情况下的应力应变 8
adams分析部分 9
一、问题描述 9
二、启动admas并设置工作环境 9
1.启动admas 9
2.创建模型名称 10
3.设置工作环境 10
三、 创建虚拟样机模型 10
1.创建曲柄 10
2.创建连杆 11
3.创建滑块 12
4.创建转动副 13
5.创建移动副 13
6.创建spline函数 13
7.施加运动 14
四、 **与测试 15
1.**模型 15
2.模型测试 16
3.动画的录制 17
如图1所示，一个刚性压头以一定压力压入一块圆板，该问题为一典型赫兹接触问题，用力控制加载，具有大塑性变形。圆板材质为铜，弹性模量e=1.6e6 pa, 泊松比 μ=0.
33，应力应变曲线如图2所示，曲线上各点对应的数值见表1，加载最大压力为3.5x106 n/m2。
图1-1 接触模型。
图1-2 铜的应力应变曲线。
表1 铜的应力-应变关系。
由于研究对象为轴对称结构，为简化计算采用平面模型。采用刚柔接触模式，压头为刚性体，铜板为柔性体，载荷通过刚体的控制节点分多步加载，而后卸载，考察铜板在压头压入后的接触应力和塑性形变，以及卸载后的残余应力和形变。
gui路径：utility menu >file>change jobname， 打开“change jobname”对话框，如图2所示，在“enter new jobname”文本框中输入“contact”,单击ok按钮，完成文件名的修改；gui路径：utility menu>file>change title，打开“change title”对话框，在文本框中输入“contact stress analysis”如图4所示，单击ok按钮，作为标题名。
图1-3 修改文件名图1-4 修改标题名。
铜板模型选用八节点四边形板单元plane182，接触对单元选用target169和contact171
1）gui路径：main menu>preprocessor>element type>add/edit/delete命令，打开“element types”对话框，单击add按钮，打开“library of element types”，如图4，在左边的列表框中选择“solid”选择，选择实例单元类型，在右边的列表框中“8node 182”选项，选择八节点四边形板单元plane182。
图1-5 定义单元类型。
2）通过类似操作添加单元target169和contact171
1）gui路径：main menu>preprocessor>mater props>materia model命令，打开“define material model beh**ior”窗口，如图5所示。
2）依次双击“structural>linear>elastic>isotropic”，展开材料属性的树形结构。将打开的1号材料的弹性模量ex和泊松比prxy的定义对话框，在“ex”文本框中输入弹性模量16e6，在“prxy”文本框中输入泊松比0.33，在“mu”文本框中输入摩擦系数0.
3，单击x按钮。
3）依次双击“structural>nonlinear>elastic>multilinear elastic”，在**中依次输入表1中的应力-应变值，在单击x按钮，退出定义材料模型属性窗口，完成对材料模型属性的定义。
图1-6 定义材料属性。
1）几何建模gui路径：main menu>preprocessor >modeling>lines，依次通过输入关键点，构造直线和曲线，进而生成面，完成模型的创建。
2）网格划分gui路径：main menu>preprocessor>meshing >meshtool，激活网格划分向导，在size controls>lines中点击set对模型各直线进行细划，而后点击mesh：areas进行自由网格划分。
图1-7 有限元网格划分。
1）gui路径：gui路径：main menu>preprocessor>real constants>add/edit/delete，依次选择target169和contact171，点击add，完成实常数设置。
图1-8 实常数设置
2）gui路径：main menu>preprocessor>modeling>creat>contact pair，激活接触对创建向导，点击contact wizard，根据提示依次选择目标面，接触面，控制节点和接触参数，完成接触对的创建。
图1-9 建立接触。
1）分析类型设置gui路径：main menu>solution>analysis type>new analysis，出现new analysis对话框，如图14，选择分析类型static，单击ok按钮关闭对话框。
图1-10 选择分析类型。
2）载荷步设置gui路径：main menu>solution>analysis type>son’l control命令，出现solution control对话框，如图11进行载荷步设置，单击ok按钮关闭对话框。
图1-11 载荷步设置。
3）施加边界条件gui路径：main menu>solution>define loads>apply>structural>
displacement>on nodes，选择位于模型底部的所有节点，在施加约束对话框中选择uy，单击ok按钮关闭对话框。
图1-12 施加边界条件。
4）施加节点载荷gui路径：main menu>solution>define loads>apply>structural>
force/moment>on nodes，选择控制节点，在施加载荷对话框中选择uy，constant value，-20000单击ok按钮关闭对话框。
图1-13 施加节点载荷。
3）求解gui路径：main menu>solution>solve>current ls，求解完毕后保存所有文件。
gui路径：main menu>general postproc>plot results>contour plot>nodal solu，可以查看各项应力，应变计算结果的分布云图。
图1-14 查看结果。
图1-15 正应力。
图1-16范米塞斯应力。
图1-17 接触压力。
图1-18 等效总形变
图1-19 等效塑性形变。
图1-20 残余正应力。
图1-21 残余范米塞斯应力。
在如下图2-1所示的对心曲柄滑块机构中，已知曲柄长a=100mm，连杆长b=200mm，作用在曲柄上的电机的转动角度以数值列表的形式给出，如表2-1所示：
1)试建立该曲柄的滑块机构的虚拟样机模型；
2)将表1所列的电机的运动施加到曲柄上；
3)**机构的虚拟样机模型，并测量曲柄运动的位移、速度和加速度的变化。
图2-1 曲柄滑块机构。
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