ansys课程设计。
实例一连杆的受力分析。
一、问题的描述。
汽车的连杆,厚度为0.5in,在小头孔内侧90度范围内承受p=1000psi的面载荷作用,用有限元分析该连杆的受力状态。连杆的材料属性:
杨氏模量e=30×106psi,泊松比为0.3。
由于连杆的结构对称,因此在分析时只采用一半进行即可,采用由底向上的建模方式,用20节点的solid95单元划分。
二、具体操作过程。
1.定义工作文件名和工作标题。
2.生成俩个圆环面。
生成圆环面:main menu>preprocessor>model creat>areas circle>by dimension,其中rad1=1.4,rad2=1,theta1=0,theta2=180,单击apply,输入theta1=45,单击ok。
打开面号控制,选择areas number为on,单击ok。
3.生成俩个矩形。
生成矩形:main menu>preprocessor>model creat>areas rectangle>by dimension,输入x1=-0.3,x2=0.
3,y1=1.2,y2=1.8,单击apply,又分别输入x1=-1.
8,x2=-1.2,y1=0,y2=0.3,单击ok。
平移工作平面:utility menu>workplane>offset wp to>xyz location,在ansys输入窗口的魅力输入行中输入6.5,按enter确认,单击ok。
将工作平面坐标系转换成激活坐标系:utility menu>workplane>change active cs to>working plane。
4.又生成圆环面并进行布尔操作。
生成圆环面:main menu>preprocessor>model creat>areas circle>by dimension,其中rad1=0.7,rad2=0.
4,theta1=0,theta2=180,单击apply,输入theta1=135,单击ok。
对面进行叠分操作,结果如图。
5.生成连杆体。
激活直角坐标系:utility menu>workplane>change active cs to>global cartesian。
定义四个新的关键点:main menu>preprocessor>creat>keypoints》in active cs,在对话框中分别输入:x=2.
5,y=0.5,单击apply;x=3.25,y=0.
4,单击apply;x=4,y=0.33,单击apply;x=4.75,y=0.
28,单击ok。
激活总体坐标系:utility menu>workplane>change active cs to>global cylindrical。
生成样条线:main menu>preprocessor>creat>splines>with options>spline thru kps,拾取上述关键点,单击ok,在对话框中输入:xv1=1,yv1=135,xv6=1,yv6=45,单击ok,生成的样条曲线结果如图所示。
6.生成一个新面。
连线:main menu>preprocessor>creat>lines>straight line,拾取关键点1,18,单击ok。
打开显得编号控制。
显示线:utility menu>plot>line,显示结果如图所示。
生成连杆体面:main menu>preprocessor>creat>arbitrary>by lines,拾取线编号为:6,1,7,25,单击ok,生成结果如图所示。
对连杆大头孔进行局部放大:利用工具条上的box zoom键,在屏幕上拾取连杆大头孔的画出一个矩形,完成局部放大操作。
**之间进行倒角:main menu>preprocessor>creat>line fillet,拾取屏幕上编号为36,40的线,单击apply,在出现的对话框中输入rad=0.25,单击apply,对编号为40,31和30,39的线重复上述操作,最后单击ok,生成的结果如图。
由倒角的边界线生成面:main menu>preprocessor>creat> arbitrary>by lines,在图形屏幕上拾取编号为12,10,13的线,单击apply,在分别拾取线17,15,19,然后拾取线23,21,24,最后单击ok,生成由倒角边界线围成的面,如图所示。
所有的面相加:main menu>preprocessor>operate>add>areas,出现拾取框,单击pick all,有所有的生成另外一个新面,如图所示。
7.关闭线号和面号显示。
关闭线和面的编号显示。
显示面。保存几何模型。
8.生成2d网格。
定义单元类型:main menu>preprocessor>element type>add/edit/delete,选择mesh facet 200,在option中设置k1为quad 8-node,,单击ok,如图所示。
设置单元尺寸:main menu>preprocessor>mesh tool,在出现的工具条上单击global上的set,输入size=0.2,单击ok。
然后采用自由网格划分的结果如图。
保存网格结果。
9.采用拖拉生成3d网格。
设置3d单元类型:main menu>preprocessor>element type>add/edit/delete,选择structural solid,brick 20node 95,单击ok。
设置拖拉方向单元数目:main menu>preprocessor>operate>extru
de>elem extopts,输入val1=3,单击ok。
拖拉生成3d网格:main menu>preprocessor>operate>extrude>are
as>along normal,拾取面,单击ok,输入dist=0.5,单击ok,生成3d网格如图。
保存3d网格。
10.输入材料属性。
main menu>preprocessor>material models,在对话框中输入ex=30e6,prxy=0.3,单击ok。完成材料属性设置。
11.施加约束和载荷。
在大孔的内表面施加对称约束:main menu>solution>load apply>structural displacement>symmetry bc on areas,拾取大孔内表面,单击ok。
在y=0的所有面上施加对称约束。
施加z方向的约束,结果如图。
12施加力并求解。
设置面载荷的表示方式:main menu>plotctrls>symbol,在show pres convect as后面的下拉列表栏中选择arrow,单击ok。
在小孔内表面施加面载荷:main menu>solution>load-apply>_structural-pressure>on areas,拾取小孔内表面,单击ok。,在load pres value后输入1000
选择求解器,求解运算。
保存结果数据文件。
13.浏览分析结果。
main menu>general postproc>plot result>contour plot-nodal solu,选择stress,在右侧栏中选择vo****es seqv,单击ok,结果如图所示。
实例二压力容器的应力分析。
一、问题的描述。
企业设计的1台直径700的立式储罐,其中手控直径为88,材料16mnr,设计压力为13.5mpa,弹性模量201gpa,泊松比0.3。
在压力容器的应力分析设计中,部件设计所关心的是压力沿壁厚的分布规律及大小,可采用沿壁厚方向的校核线来代替校核截面。由于容器为轴对称结构,仅考虑对储罐上半部及手孔一封头-筒体进行缝隙设计。
二、具体操作过程。
1.定义工作文件名和工作标题。
2.指定单元类型和材料属性。
3.建立几何模型。
生成矩形。生成部分圆环面。
叠分面。删除面。
倒角。由倒角生成面。
面相加。生成关键点。
连线。生成新面。
作垂线。面分割。
进行压缩操作。
合并关键点。
4.划分网格。
设置单元尺寸。
设置全局单元尺寸。
划分网格。5.施加载荷并求解。
**上施加约束载荷。
在节点施加约束载荷。
**上施加面载荷。
施加集中载荷。
求解运算。6.浏览运算结果。
查看变形结果。
查看结点von mises应力结果。
实例三输气管道应力分析。
一、问题的描述。
图1受均匀内压的输气管道计算分析模型(截面图)
管道材料参数:
弹性模量e=200gpa;
泊松比v=0.26。
根据结构的对称性,只要分析其中1/4即可。此外,需注意分析过程中的单位统。
二、具体操作过程。
1.定义单元类型和材料属性。
设置计算类型:ansys main menu: preferences →select structural → ok
选择单元类型:
执行ansys main menu→preprocessor →element type→add/edit/delete →add →select solid quad 8node 82 →apply
add/edit/delete →add →select solid brick 8node 185 →ok
options… →select k3: plane strain →ok→close如图2所示,选择ok,关闭对话框。
设置材料属性:
执行main menu→preprocessor →material props →material models →structural →linear →elastic →isotropic,在ex框中输入2e11,在prxy框中输入0.26,如图3所示,选择ok并关闭对话框。
2.创建几何模型。
选择ansys main menu: preprocessor →modeling →create →keypoints →in active cs →依次输入四个点的坐标:1(0.
3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.
3) →ok
生成管道截面。
ansys 命令菜单栏: work plane>change active cs to>global spherical →ansys main menu: preprocessor →modeling →create →lines →in active coord →依次连接1,2,3,4点→ok,如图。
ANSYS课程设计
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