ANSYS课设作业.docx
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ANSYS课设作业
CAD/CAE软件实践课程设计
第一题（平面问题）：
如图所示零件，所受均布力载荷为q,分析在该作用力下的零件的形变和应力状况，本题简化为二维平面问题进行静力分析，零件材料为Q235。
一.前处理
步骤一创建几何实体模型
1.创建图形。
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>inActiveCS
输入节点1（0,0）2（0,150）3（150,150）4（300,150）5（300,86）6（130,86）点ok.
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>inActiveCS
用光标点1，2点，2,3点，3，4点，4，5点，5，6点连成直结，点Apply；连完点“OK”
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>Bylines
步骤二进行单元属性定义
1定义单元类型。
MainMenu>Proprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete
弹出对话框中后，点“Add”。
双弹出对话框，选“Solid”和“8node42”,点“OK”，退回到前一个对话框。
2.设置单元选项
点“ElementType”对话框中的“Options”
K3处选：
Plansstrs（表示选平面应力单元没有厚度）
K5处选：
Nodalstree（表示需要额外输出单元节点应力）
K6处选：
Noextraoutput.
3.定义材料属性
MainMenu>Proprocessor>MaterialProps>MaterialModels.弹出对话框，双击Structural>Liner>Elastic>Isotropic。
输入弹性模量和泊松比点击ok。
3.定义实常数
由于是平面问题，故不需要定义是常数。
步骤三对整个图形进行网格划分及求解。
１.定义网格（单元）尺寸
MainMenu>Proprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Areas>AllAreas,弹出对话框，输入单元边长为:
3
2.划分网格
MainMenu>Proprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free,弹出对话框，点“PickAll”
步骤四对右边矩形单元定义载荷。
MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure>OnLines,
选择需要加分布力的直线,如下图所示
在弹出的对话框中输入所加分布力的大小2000,点ok。
如下图所示
五.求解
MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS
1.查看总体变形
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>Deformedshape
选择Def+undeformed,
二.后处理
1.查看位移分布图
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu,
在弹出的对话框中选：
NodalSolution>DOFSolution>Displacementvectorsum
2.查看应力分布图
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolution,在弹出的对话框中选：
NodalSolution>Stress>vonMisesstress或1stPrincipalstress
第二题（简单三维问题）：
卷扬机卷筒心轴的材料为45钢，轴的结构和受力情况如下图所示。
请先用材料力学计算公式校核心轴的强度；然后利用有限元软件对模型进行有限元分析；并最后对两者的结果进行比较分析。
（1）理论计算:
模型简化:
2
2
3
3
在竖直方向:
FRA+FRB=2F
以A点为矩心:
225F+1150F=1265FRB
联立方程可以得到:
FRA=18.3KNFRB=21.7KN
从而可得:
在1-1截面处:
M1=4.1175KN
在2-2截面处:
M2=3.11KN
在3-3截面处:
M3=4.21KN
由弯矩图可知，危险截面最有可能发生在1-1,3-3,4-4截面上.
经计算1=41.8MP,2=39.4MP,3=67.4MP可知危险截面是3-3截面.
（2）ANSYS分析
一.建模
二.网格划分
三.加载.求解
四.后处理
第三题（常见零件）：
一、如图所示零件，工作时该零件由图示4个螺栓（沉孔位置）固定，两Φ34孔中装有一轴，轴产生向上作用力为F，零件材料为Q235，图中长度单位为mm。
建立三维实体模型，采用静力分析该零件的变形和应力状况。
一.前处理
步骤一创建几何实体模型
1．用ANSYS打开iges文件。
步骤二进行单元属性定义
1.定义单元类型。
MainMenu>Proprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete
弹出对话框中后，点“Add”。
双弹出对话框，选“Solid”和10node92
”,点“OK”，退回到前一个对话框。
2.设置单元选项
点“ElementType”对话框中的“Options”
K5处选：
Nodalstree（表示需要额外输出单元节点应力）
3.定义材料属性
MainMenu>Proprocessor>MaterialProps>MaterialModels.弹出对话框，双击Structural>Liner>Elastic>Isotropic。
输入弹性模量和泊松比点击ok。
步骤三对整个图形进行网格划分
MainMenu>Proprocessor>Meshing>Mesh>Volumes>Free,弹出对话框，点“PickAll”
步骤四对整个图形进行加载和求解
1.定义位移约束（对四个螺栓限制约束）
MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnAreas,
在弹出对话框中选Circle，以小孔中心为圆心画圆,，将圆周边刚好划入,OK.。
在弹出的对话框中选全约束,输入值为:
0。
用同样的方法,对其它三个孔加全约束.。
2.加载荷
MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure>OnAreas,
3.求解
MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS
二.后处理
1.查看总体变形
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>Deformedshape
2.查看应力分布图
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolution,在弹出的对话框中选：
NodalSolution>Stress>vonMisesstress
3.查看位移分布图
四、如图所示轴，工作时所受扭矩为T，轴材料为45#钢，图中长度单位为mm。
建立三维实体模型，采用静力分析其变形和应力状况。
（提示：
两键槽传递扭矩）
步骤一创建几何实体模型
1.用ANSYS打开iges文件。
步骤二进行单元属性定义
1定义单元类型。
MainMenu>Proprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete
弹出对话框中后，点“Add”。
双弹出对话框，选“Solid”和10node92
”,点“OK”，退回到前一个对话框。
2.设置单元选项
点“ElementType”对话框中的“Options”
K5处选：
Nodalstree（表示需要额外输出单元节点应力）
3.定义材料属性
MainMenu>Proprocessor>MaterialProps>MaterialModels.弹出对话框，双击Structural>Liner>Elastic>Isotropic。
输入弹性模量和泊松比点击ok。
步骤三对整个图形进行网格划分
1.划分网格
MainMenu>Proprocessor>Meshing>Mesh>Volumes>Free,弹出对话框，点“PickAll”
步骤四.对整个图形进行加载和求解
二.后处理
1.查看总体变形
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>Deformedshape
2.查看应力分布图
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolution,在弹出的对话框中选：
NodalSolution>Stress>vonMisesstress
3.查看位移分布图
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