Ansys作业(有限元)

有限元大作业

学院：机械工程学院专业：机械工程及自动化班级：姓名：学号：日期：

题号：135

题目：如图1所示的托架，其顶面承受100N的均匀分布载荷，托架通过有孔的表面固定在墙上，托架是钢制的，杨氏模量

E=1*1011Pa，泊松比v=0.3，试通过ANSYS输入其变形图及托架的von Misese应力分布。（题中in单位换成mm，如1in= 25.4mm,图中所示每个尺寸分别乘以：11）

该题的实际模型及尺寸如图2所示。

图1 显示原始尺寸的模型 图2 转化尺寸后的模型

1前处理

1.1改变文件名。单击File\\Change Jobname，弹出Change Jobname对话框，在jobname框中输入Entity Analysis，单击OK，退出Change Jobname对话框。

1.2改变工作目录。单击File\\Change directory,浏览至桌面AnsysCourse文件夹，单击确定，退出浏览文件夹对话框。

1.3改变文件标题。单击File\\change Title,弹出Change Title对话框，在Title框中输入Entity Analysis。单击OK，退出Change Title对话框。

1.4将背景设置为白色。单击PlotCtrls\\Style\\Colors\\Reverse Vodeo选项，将背景设为白色。

1.5过滤界面。单击ANSYS Main Menu菜单中Preferences，弹出Preferences for GUI Filtering对话框，勾选Structural。单击确定，退出Preferences for GUI Filtering对话框。

1.6选择单元类型。单击ANSYS Main Menu菜单中Preprocessor \\Element Type—Add/Edit/Delete,弹出Element Types对话框，单击Add，弹出Library of Element Types对话框，在左侧的单元类型中选择Solid，右侧的单元类型中选择Brick 8node 45，单击OK，退出Library of Element Types对话框，返回到Element Types对话框，单击Close,退出Element Types对话框。如图3所示。

图 3 定义单元类型

1.7选择材料属性。单击ANSYS Main Menu菜单中的Preprocessor \\Material Props\\Material Models,弹出Define Material Model Behavior对话框，在Material Models Available选项中选择

Structural\\Liner\\Elastic\\Isotropic弹出Liner Isotropic Properties for Material Number 1对话框，在EX框中输入1e11，在PRXY框中输入0.3，单击OK，退出Liner Isotropic Properties for Material Number 1对话框，返回到Define Material Model Behavior对话框，单击右上角的“X”号，退出Define Material Model Behavior对话框。如图4所示。

图4 定义材料属性

1.8建模

1.8.1创建后侧长方体。单击ANSYS Main Menu菜单中的Preprocessor\\Modeling\\Create\\Volumes\\Block\\By 2 corners & Z，弹出Block by 2 Corners & Z对话框，在WP X、WP Y、Width Height，Depth输入框中输入0、0、0.5588、0.8382、-0.034925，单击OK，退出Block by 2 Corners & Z对话框，在模型区生成一长方体。如图5所示。

图5 Block by 2 Corners & Z对话框及创建的实体

1.8.2创建长方体下部圆柱。单击Ansys Main Menu菜单中的Preprocessor\\Modeling\\Create\\Volumes\\Cylinder\\Solid Cylinder，弹出Solid Cylinder对话框，在WP X、WP Y、Radius、Depth输入框中分别输入0.2794、0.2794、0.06985、-0.034925。

1.8.3创建长方体上部圆柱。单击Apply,使Solid Cylinder对话框保持显示，在WP X、WP Y、Radius、Depth输入框中分别输入0.2794、0.5588、0.06985、-0.034925，单击OK，退出Solid Cylinder对话框。如图6所示。

1.8.4布尔操作，得到带孔的长方体。单击ANSYS Main Menu菜单中的Preprocessor\\Modeling\\Operate\\Booleans\\Subtract\\ Volumes，弹出Subtract Volumes对话框，选择模型区中的长方体，

单击OK，选择模型区中的两个圆柱，单击OK，退出Subtract Volumes对话框. 如图7所示。

图6 Solid Cylinder对话框及创建的两个圆柱

图7 布尔操作后的模型

图8 Block by 2 Corners & Z对话框及创建的实体

1.8.5偏移坐标系。单击WorkPlane\\Offet WP to\\Keypoints+，弹出Offet WP to Keypoints对话框，选择长方体左上角坐标值为（0,0.8382，-0.034925）的点为坐标原点，坐标系的方向保持不变。

1.8.6创建上部长方体。单击Ansys Main Menu菜单中的

Preprocessor\\Modeling\\Create\\Volumes\\—Block\\By 2 corners & Z，弹出Block by 2 Corners & Z对话框，在WP X、WP Y、Width Height、Depth输入框中输入0、0、0.5588、0.034925、0.8382，单击OK，退出Block by 2 Corners & Z对话框，在模型区生成上部长方体。如图8所示。

1.8.7旋转模型。单击工具栏Dynamic Model Mode命令，在模型区按下右键拖动使模型旋转到合适的位置，以观察到坐标系平面。

1.8.8生成平面。单击ANSYS Main Menu菜单中的Preprocessor\\Modeling\\Create\\Areas\\Arbitrary\\Though KPs,弹出Create Arra thru KPs对话框，依次选择侧面轮廓的五个关键点，单击OK，退出Create Area thru KPs对话框。如图9所示。

图9 通过关键点创建的面

1.8.9拉伸平面。单击Ansys Main Menu菜单中的Preprocessor\\ Modeling\\Operate\\Extude\\Areas\\By XYZ Offset,弹出Extude Area by Offset对话框，选择上一步生成的五边形，单击OK，退出Extude Area by Offset对话框，弹出Extude Areas by XYZ Offset 对话框，

在DX for Offsets for extrusion输入框中输入-0.034925，其它选项保持不变，单击OK，退出Extude Areas by XYZ Offset 对话框。

如图10所示。

图10 Extude Areas by XYZ Offset对话框及拉伸后的实体

1.8.10胶接三个实体。单击Ansys Main Menu菜单中的Preprocessor\\Modeling\\Operate\\Booleans\\Glue\\Volumes,弹出Glue Volumes对话框，单击Pick All。

1.9划分网格。单击Ansys Main Menu菜单中的Preprocessor \\MeshTool,弹出MeshTool对话框，勾选SmartSize，单击Mesh，弹出Mesh Volumes，选择Pick All。如图11所示。

图11 划分网格后的模型

2求解。

2.1添加约束。单击Ansys Main Menu菜单中的Solution\\Apply\\ Structural\\Displacement\\On KeyPoints,弹出Apply U,ROT on KPs对话框，切换选取模式为Circle，在圆内单击，向外拖动，包含整个圆，单击OK退出Apply U,ROT on Areas对话框。在弹出的Apply U，ROT on Areas 对话框，选择DOFs to be constrained为All DOF，单击OK，退出Apply U，ROT on Areas 对话框。用同样的方法添加对另一个圆柱孔的约束。

2.2施加载荷。单击Ansys Main Menu菜单中的Solution\\Apply \\Structural\\Presser\\On Areas，弹出Apply PRES on Areas 对话框，选择模型的顶面，单击OK，在VALUE Load PRES value栏中输入100，单击OK，退出Apply PRES on Areas 对话框。

2.3求解。单击Ansys Main Menu菜单中的Solution\\Solve\\ Current LS，弹出Solve Current Load Step提示框，单击OK，进行求解。出现Solution is done！提示求解结束。

3后处理

3.1单击Ansys Main Menu菜单中的General Postproc\\Plot Result\\Contour Plot Nodal Solu弹出Contour Nodal Solution Data对话框，单击Nodal Solution\\stress\\stress intensity,单击确定，退出Contour Nodal Solution Data对话框，在模型区显示应力分布。如图12所示。

图12 应力分布图

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/nq3g.html