有限元分析报告作业8.docx
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有限元分析报告作业8
中原工学院2011-2012-2《有限元基础》大作业
姓名：
学号：
成绩：
六角板手在向下载荷作用下应力分析
一个六角板手（截面高度10mm），几何和材料特性：
截面高度＝10mm；形状＝六角形；长度＝7.5cm；把手长度＝20cm；弯曲半径＝1cm；弹性模量＝2.07x10e11Pa；向下荷载＝20N。
分析板手在这种荷载作用下的应力分布。
1 设置分析标题
1、选择“UtilityMenu>File>ChangeTitle”。
2、输入“StaticAnalysisofanAllenWrench”并按“OK”。
2 设置单位
1、点击“ANSYSInputwindow”右下角。
2、输入“/UNITS,SI”命令然后按回车。
注意在“ANSYSInputwindow”的输入行上方出现了这个命令。
3、选择“UtilityMenu>Parameters>AngularUnits”，出现“AngularUnitsforParametricFunctions”对话框。
4、在其中选择“DegreesDEG”。
5、按“OK”。
3 定义参数
1、选择“UtilityMenu>Parameters>ScalarParameters”。
出现“ScalarParameters”对话框。
2、输入下表的参数。
在定义每个参数后按“Accept”按钮。
参数
值
描述
EXX
2.07E11
Young‘smodulusis2.07E11Pa
W_HEX
.01
Widthofhexacrossflats=.01m
W_FLAT
W_HEX*TAN（30）
Widthofflat=.0058m
L_SHANK
.075
Lengthofshank（shortend）.075m
L_HANDLE
.2
Lengthofhandle（longend）.2m
BENDRAD
.01
Bendradius.01m
L_ELEM
.0075
Elementlength.0075m
NO_D_HEX
2
Numberofdivisionsalonghexflat=2
TOL
25E-6
Toleranceforselectingnode=25E-6m
注意--可以用大写或小写字母，但ANSYS总是用大写显示。
3、按“Close”。
4、在ANSYS工具条中按“SAVE_DB”按钮。
4 定义单元类型
1、选择“MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete”。
2、按“Add”，出现“LibraryofElementTypes”对话框。
3、在左边选择“StructuralSolid”。
4、在右边选择“Brick8node45”。
5、按“Apply”按钮把它定义为单元类型1。
6、在对话框右边选“Quad4node42”。
7、按“OK”把它定义为单元类型2。
并关闭对话框。
8、在“ElementTypes”对话框中按“Close”按钮。
5 定义材料特性
1、选择“MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels”，出现“DefineMaterialModelBehavior”对话框。
2、在“MaterialModelsAvailable”窗口中，选择“Structural->Linear->Elastic->Isotropic"，出现一个对话框。
3、在“EX域”输入字符EXX，然后按“OK”，现在在左边的“MaterialModelsDefined”窗口中出现“MaterialModelNumber1”。
4、选择“Material>Exit”退出“DefineMaterialModelBehavior”对话框。
6建立六角形截面
1、选择“MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Areas-Polygon>BySideLength”，出现“PolygonbySideLength”对话框。
2、输入“numberofsides”6。
3、输入边长W_FLAT。
4、按“OK”。
现在图形窗口出现六角形。
7 沿路径建立关键点
1、选择“MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Create>Keypoints>InActiveCS”。
出现“CreateKeypointsinActiveCoordinateSystem”对话框。
2、输入关键点数7。
在X，Y，Z域全部输入0。
3、按“Apply”。
4、输入关键点数8。
5、在X，Y，Z域全部输入0,0,-L_SHANK，然后按“Apply”。
6、输入关键点数9。
7、在X，Y，Z域全部输入0,L_HANDLE,-L_SHANK，然后按“OK”。
8沿路径建立线
1、选择“UtilityMenu>PlotCtrls>WindowControls>WindowOptions”。
出现“WindowOptions”对话框
。
2、在下拉菜单中选“Attopleft”。
3、按“OK”。
4、选择“UtilityMenu>PlotCtrls>Pan/Zoom/Rotate”，出现“Pan-Zoom-Rotate”对话框。
5、按“Iso”，然后按“Close”。
6、选择“UtilityMenu>PlotCtrls>ViewSettings>AngleofRotation”。
出现“AngleofRotation”对话框。
7、输入90度。
8、在“Axisofrotation”中选”GlobalCartesX“。
9、按”OK“。
10、选择“UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering”。
出现“PlotNumberingControls”对话框。
11、按“Keypointnumbers”方框打开它。
12、按“Linenumbers”方框打开它。
13、按“OK”。
14、选择“MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Lines-Lines>StraightLine”。
出现“CreateStraightLine”拾取菜单。
15、在关键点4和1上拾取，在这两个点之间建立一根线。
16、在关键点7和8上拾取，在这两个点之间建立一根线。
17、在关键点8和9上拾取，在这两个点之间建立一根线。
18、按“OK”。
9 为板嘴和把手建立线
1、选择“MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Lines-LineFillet”。
出现“LineFillet”拾取菜单。
2、在线10和9上拾取。
3、按“OK”。
出现“LineFillet”对话框。
4、在“Filletradius”中输入BENDRAD，按“OK”。
5、在工具条中按“SAVE_DB”。
10 剪裁六角形截面
在这一步，要把六角形截面剪裁成两个四边形，以满足映射分网的需要。
1、选择“UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering”。
出现“PlotNumberingControls”对话框。
2、按“Keypointnumbers”方框关闭之。
3、按“OK”。
4、选择“UtilityMenu>Plot>Areas”。
5、选择“MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-Divide>WithOptions>AreabyLine”出现“DivideAreabyLine”拾取菜单。
6、拾取阴影的面，按“OK”。
7、选择“UtilityMenu>Plot>Lines”。
8、拾取线7。
9、按“OK”。
出现“DivideAreabyLinewithOptions”对话框。
在“Subtractedlineswillbedropdown”菜单中选“Kept”。
按“OK”。
10、选择“UtilityMenu>Select>Comp/Assembly>CreateComponent”。
出现“CreateComponent”对话框。
11、输入“componentname”为BOTAREA。
12、在“Componentismadeof”菜单中，选“Areas”。
13、按“OK”。
11 设置网格密度
1、选择“MainMenu>Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-Lines-PickedLines”，出现“ElementSizeonPickedLines”拾取菜单。
2、在输入窗口中输入“1,2,6”，并按回车。
3、在拾取菜单中按“OK”。
出现“ElementSizesonPickedLines”对话框。
4、在“numberofelementdivisions”域输入“EnterNO_D_HEX”，按“OK”。
12 设置截面网格的单元类型
在这一步，设置单元类型为PLANE42，全部采用映射网格。
1、选择“MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Create>Elements>ElemAttributes”。
出现“ElementAttributes”对话框。
2、在“Elementtypenumber”下拉菜单中选“2PLANE42”，按“OK”。
3、选择“MainMenu>Preprocessor>-Meshing-MesherOpts”。
出现“MesherOptions”对话框。
4、在“MesherType”域，按“Mappedradio”方框，然后按“OK”。
出现“SetElementShape”对话框。
5、按“OK”接受缺省“Quadfor2Dshape”。
6、在工具条中按“SAVE_DB”。
13 建立截面网格
在这一步生成截面网格。
1、选择“MainMenu>Preprocessor>-Meshing-Mesh>-Areas-Mapped>3or4sided“。
出现“MeshAreas”拾取框。
2、按“PickAll”。
3、选择“UtilityMenu>Plot>Elements”。
14 拖拉2D网格成3D单元
1、选择“MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Create>Elements>ElemAttributes”。
出现“ElementAttributes”对话框。
2、在“Elementtypenumber”下拉框选择“1SOLID45”，并按“OK”。
3、选择“MainMenu>Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-Global-Size”。
出现“GlobalElementSizes”对话框。
4、在“elementedgelength”域输入“L_ELEM”并按“OK”。
5、选择“UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering”。
6、选“Linenumbers”方框打开它。
7、按“OK”。
8、选择“UtilityMenu>Plot>Lines”。
9、选择“MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Operate>Extrude>-Areas-AlongLines”。
出现“SweepAreasalongLines”拾取框。
10、按“PickAll”。
出现第二个拾取框。
11、在线8、10、9上按顺序拾取。
12、按“OK”。
在图形窗口出现3D模型。
13、选择“UtilityMenu>Plot>Elements”。
14、在工具条中按“SAVE_DB”。
15 选择BOTAREA组元和删除2D单元
1、选择“UtilityMenu>Select>Comp/Assembly>SelectComp/Assembly.”。
出现“SelectComponentorAssembly”对话框。
2、按“OK”接受缺省选择的BOTAREA组元。
3、选择“MainMenu>Preprocessor>-Meshing-Clear>Areas”。
出现“ClearAreas”拾取菜单。
4、按“PickAll”。
5、选择“UtilityMenu>Select>Everything”。
6、选择“UtilityMenu>Plot>Elements”。
16 在板手端部施加边界条件
1、选择“UtilityMenu>Select>Comp/Assembly>SelectComp/Assembly”。
出现“SelectComponentorAssembly”对话框。
2、按“OK”接受缺省选择的BOTAREA组元。
3、选择、“UtilityMenu>Select>Entities”。
出现“SelectEntities”对话框。
4、在顶部的下来菜单中选择“Lines”。
5、在第二个下来菜单中选择“Exterior”。
6、按“Apply”。
7、在顶部的下来菜单中选择“Nodes”。
8、在第二个下来菜单中选择“Attachedto”。
9、按“Lines,all”方框来选择它。
10、按“OK”。
11、选择“MainMenu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Displacement>OnNodes“出现”ApplyU,ROTonNodes“拾取框。
12、按“PickAll”。
出现“ApplyU,ROTonNodes”对话框。
13、在“DOFstobeconstrained”中选择“ALLDOF”。
14、按“OK”。
15、选择“UtilityMenu>Select>Entities”。
16、在顶部下拉菜单中选择“Lines”。
17、按“SeleAll”，然后按“Cancel”
。
17 显示边界条件
1、选择“UtilityMenu>PlotCtrls>Symbols”。
出现“Symbols”对话框。
。
2、按“AllAppliedBCs”方框。
3、在“SurfaceLoadSymbols”下拉框中，选“Pressures”。
4、在“Showpresandconvectas”下拉框，选“Arrows”。
5、按“OK”。
18 在把手上施加压力载荷，定义向下的载荷
在这一步，要定义向下的载荷20N（4.5lb）。
1、选择“UtilityMenu>Select>Entities”。
出现“SelectEntities”对话框。
2、在顶部的下拉框，选“Areas”。
3、在第二个下来菜单中选择“ByLocation”。
4、按“Ycoordinates”方框选择它。
5、在Min,Max域，输入“BENDRAD,L_HANDLE”然后按“Apply”。
6、按“Xcoordinates”选择它。
7、按“Reselect”。
8、在Min,Max域输入“W_FLAT/2,W_FLAT”，然后按“Apply”。
9、在顶部的下拉框，选择“Nodes”。
10、在第二个下来菜单中选择“Attachedto”。
11、按“Areas,all”方框选择它。
12、按“FromFull”方框选择它。
13、按“Apply”。
14、在第二个下来菜单中选择“ByLocation”。
15、按“Ycoordinates”方框选它。
16、按“Reselect”方框。
17、在Min,Max域输入“L_HANDLE+TOL,L_HANDLE-（3.0*L_ELEM）-TOL”。
18、按“OK”。
19、选择“UtilityMenu>Parameters>GetScalarData”。
出现“GetScalarData”对话框。
20、在左侧选“ModelData”。
21、在右侧选“Forselectedset”。
22、按“OK”。
出现“GetDataforSelectedEntitySet”对话框。
23、输入“minyval”作为定义的参数名。
24、在左侧选择“Currentnodeset”。
25、在右侧选“MinYcoordinate”。
26、按“Apply”。
27、在一次按“OK”选择缺省设置。
出现“GetDataforSelectedEntitySet”。
28、输入“maxyval”作为定义的参数名。
29、在左侧选择“Currentnodeset”。
30、在左侧选择“MaxYcoordinate”。
31、按“OK”。
32、选择“UtilityMenu>Parameters>ScalarParameters”。
出现“ScalarParameters”对话框。
33、在其中输入“PDOWN=20/（W_FLAT*（MAXYVAL-MINYVAL））”，帮按“Accept”。
34、按“Close”。
35、选择“UtilityMenu>Select>Entities”。
出现“SelectEntities”对话框。
36、在顶部的下拉框中选择“Areas”。
37、在第二个的下拉框中选择“ByLocation”。
38、按“Zcoordinates”方框选择它。
39、按“FromFull”方框选择它。
40、在Min,Max域中输入“-（L_SHANK+（W_HEX/2））”。
41、按“Apply”。
42、在顶部的下拉框中选择“Nodes”。
43、在第二个的下拉框中选择“Attachedto”。
44、按“Areas,all”方框选择它，并按“Apply”。
45、在第二个的下拉框中选择“ByLocation”。
46、按“Ycoordinates”方框选择它。
47、按“Reselect”方框。
48、在Min,Max域输入“L_HANDLE+TOL,L_HANDLE-（3.0*L_ELEM）-TOL”。
49、按“OK”。
50、选择“MainMenu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Pressure>OnNodes”。
出现“ApplyPRESonNodes”拾取框。
51、按“PickAll“。
出现“ApplyPRESonNodes”对话框。
52、在“LoadPRESvalue”输入“PDOWN”，按“OK”。
53、选择“UtilityMenu>Select>Everything”。
54、选择“UtilityMenu>Plot>Nodes”。
21 写第一个载荷步
1、选择“MainMenu>Solution>WriteLSFile”。
出现“WriteLoadStepFile”对话框。
2、输入1。
3、在工具条中按“SAVE_DB”。
22 从载荷步文件求解
1、选择“MainMenu>Solution>-Solve-FromLSFiles”。
出现“SolveLoadStepFiles”对话框。
2、在“StartingLSfilenumber”中输入1。
3、在“EndingLSfilenumber”中输入1，然后按“OK”。
4、在求解完成后，按“Close”。
23 读入第一个载荷步并检查结果
1、选择“MainMenu>GeneralPostproc>-ReadResults-FirstSet”。
2、选择“MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>ReactionSolu”。
出现“ListReactionSolution”对话框。
3、按“OK”接受缺省的所有项目。
4、检查状态窗口的信息。
然后按“Close”。
5、选择“UtilityMenu>Plot
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