ansys有限元分析大作业
ansys有限元分析工程实例大作业
ansys有限元分析工程实例大作业————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：辽宁工程技术大学有限元软件工程实例分析题目基于ANSYS钢桁架桥的静力分析专业班级建工研16-1班（结构工程）学号 471620445姓名日期 2017年4月15日基于ANSYS钢桁架桥的静力分析摘要：本文采用ANSYS分析程序，对下承式钢桁架桥进行了有限元建模;对桁架桥进行了静力分析，作出了桁架桥在静载下的结构变形图、位移云图、以及各个节点处的结构内力图（轴力图、弯矩图、剪切力图），找出了结构的危险截面。
关键词：ANSYS；钢桁架桥；静力分析；结构分析。
引言：随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的规模在不断的扩大，尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设，一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够的承载力，足够的竖向侧向和扭转刚度，同时还应具有良好的稳定性以及较高的减震降噪性，因此对其应用计算机和求解软件快速进行力学分析了解其受力特性具有重要的意义。
1、工程简介某一下承式简支钢桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表1，材料属性见表2。
桥长32米，桥高5.5米，桥身由8段桁架组成，每个节段4米。
该桥梁可以通行卡车，若只考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1，P2，和P3，其中P1=P3=5000N，P2=10000N,见图2,钢桥的形式见图1，其结构简图见图3。
图1钢桥的形式图2桥梁的简化平面模型（取桥梁的一半）图3刚桁架桥简图所用的桁架杆件有三种规格，见表1表1 钢桁架杆件规格杆件截面号形状规格顶梁及侧梁 1 工字形400X400X12X12桥身弦杆 2 工字形400X300X12X12底梁 3 工字形400X400X16X16所用的材料属性，见表2表2 材料属性参数钢材弹性模量EX泊松比PRXY 0.3密度DENS 78002 模型构建将下承式钢桁梁桥的各部分杆件，包括顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁均采用BEAM188单元，此空间梁单元可以考虑所模拟杆件的轴向变形; 定义了一套材料属性，各类杆件为钢材，其对应的参数如表2所示；根据表1中的杆件规格定义了三种梁单元截面，根据表1分别定义在相应的梁上；建模时直接建立节点和单元，在后续按照先建节点再建杆的次序一次建模。
基于ANSYS的有限元分析
基于ANSYS的有限元分析有限元大作业基于ansys的有限元分析班级：学号：姓名：指导老师：完成日期：ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo,NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等。
是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。
目前，中国100多所理工院校采用ANSYS 软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
2D Bracket问题描述:We will model the bracket as a solid 8 node plane stress element.1.Geometry: The thickness of the bracket is 3.125 mm2.Material: steel with modulus of elasticity E=200 GPa.3.Boundary conditions: The bracket is fixed at its left edge.4.Loading: The bracket is loaded uniformly along its top surface. Theload is 2625 N/m.5.Objective: a.Plot deformed shapeb.Determine the principal stress and the von Mises stress. (Use the stress plots to determine these)c.Remodel the bracket without the fillet at the corner or change the fillet radius to 0.012 and 0.006m, and see howd.principal stress and von Mises stress change.一，建立模型1设置工作平面在ansys主菜单里找到workplane>wp settings,输入如下参数。
ANSYS大作业扳手有限元分析
ANSYS大作业扳手有限元分析nXXX。
which is a hand tool that uses the principle of leverage to turn bolts。
screws。
nuts。
XXX or to hold the XXX。
The Monte Carlo method。
also known as the statistical n method。
is a method proposed by Metropolis during World War II for studying the XXX random processes。
XXX。
XXX。
XXX。
XXX a large number of random processes using the Monte Carlo method。
complex random problems XXX particular。
the advent of computers has greatly expanded the scope and efficiency of the Monte Carlo method by allowing XXX are.1 Model XXXThe wrench model was established in UG NX。
and since the UG NX n is too high。
ANSYS cannot directly recognize its files and needs to be saved as a Step format.Figure 1 shows the wrench model drawn in UG NX.2 XXX of Engineering Files in ANSYS Workbench2.1 Open Static StructuralImport the Step file in Geometry and open the Model n. Figure 2 shows the XXX.2.1.1 XXXXXX:zx+X=0x y zxyyzy+++Y=0x y zxz+yz+z+Z=0y z xThe nonlinear finite element analysis method with XXX n of the product were analyzed。
ansys有限元分析作业经典案例
有限元分析作业作业名称输气管道有限元建模分析姓名陈腾飞学号 3070611062班级 07机制（2）班宁波理工学院题目描述：输气管道的有限元建模与分析计算分析模型如图1所示承受内压：1.0e8 PaR1=0.3R2=0.5管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。
图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图）题目分析：由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生。
然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。
此外，需注意分析过程中的单位统一。
操作步骤1.定义工作文件名和工作标题1.定义工作文件名。
执行Utility Menu- Jobname-3070611062，单击OK按钮。
2.定义工作标题。
执行Utility Menu- Tile-chentengfei3070611062，单击OK按钮。
3.更改目录。
执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen2.定义单元类型和材料属性1.设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK2.选择单元类型。
执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →applyAdd/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OKOptions…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框。
图23.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。
课程设计ANSYS有限元分析(最完整)
有限元法分析与建模课程设计报告学院：机电学院专业：机械制造及其自动化指导教师：****学生：****学号：2012011****2015-12-31摘要本文通过ANSYS10.0建立了标准光盘的离心力分析模型，采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析，同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS10.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。
力求较为真实地反映光盘在光驱中实际应力和应变分布情况，为人们进行合理的标准光盘结构设计和制造工艺提供理论依据。
关键词：ANSYS10.0；光盘；应力；应变。
目录第一章引言31.1 引言3第二章问题描述52.1有限元法及其基本思想52.2 问题描述5第三章力学模型的建立和求解63.1设定分析作业名和标题63.2定义单元类型73.3定义实常数103.4定义材料属性133.5建立盘面模型153.6对盘面划分网格233.7施加位移边界283.8施加转速惯性载荷并求解31第四章结果分析334.1 旋转结果坐标系334.2查看变形344.3查看应力36总结39参考文献40第一章引言1.1 引言光盘业是我国信息化建设中发展迅速的产业之一，认真研究光盘产业的规律和发展趋势，是一件非常迫切的工作。
光盘产业发展的整体性强，宏观调控要求高，因此，对于光盘产业的总体部署、合理布局和有序发展等问题，包括节目制作、软件开发、硬件制造、节目生产、技术标准等。
在高速光盘驱动器中，光盘片会产生应力和应变，在用ANSYS分析时，要施加盘片高速旋转引起的惯性载荷，即可以施加角速度。
需要注意的是，利用ANSYS施加边界条件时，要将孔边缘节点的周向位移固定，为施加周向位移，而且还需要将节点坐标系旋转到柱坐标系下。
本文通过ANSYS10.0建立了标准光盘的离心力分析模型，采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析，同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS10.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。
ansys有限元分析大作业
有限元大作业设计题目: 单车的设计及ansys有限元分析专业班级:姓名:学号:指导老师:完成日期:单车的设计及ansys模拟分析一、单车实体设计与建模1、总体设计单车的总体设计三维图如下，采用pro-e进行实体建模。
在建模时修改proe默认单位为国际主单位(米千克秒 mks)Proe》文件》属性》修改2、车架车架是构成单车的基体，联接着单车的其余各个部件并承受骑者的体重及单车在行驶时经受各种震动和冲击力量，因此除了强度以外还应有足够的刚度，这是为了在各种行驶条件下，使固定在车架上的各机构的相对位置应保持不变，充分发挥各部位的功能。
车架分为前部和后部，前部为转向部分，后部为驱动部分，由于受力较大，所有要对后半部分进行加固。
二、单车有限元模型 1、材料的选择单车的车身选用铝合金（6061-T6）T6标志表示经过热处理、时效。
其属性如下：弹性模量：）（2N/m 1090E .6泊松比：质量密度：）（2N/m 32.70E + 抗剪模量：）（2N/m 1060E .2+ 屈服强度：）（2N/m 875E .2+ 2、单车模型的简化为了方便单车的模拟分析，提高电脑的运算效率，可对单车进行初步的简化；单车受到的力的主要由车架承受，因此必须保证车架能够有足够的强度、刚度，抗振的能力，故分析的时候主要对车架进行分析。
简化后的车架如下图所示。
3、单元体的选择单车车架为实体故定义车架的单元类型为实体单元（solid ）。
查资料可以知道3D 实体常用结构实体单元有下表。
单元名称 说明Solid45 三维结构实体单元，单元由8个节点定义，具有塑性、蠕变、应力刚化、大变形、大应变功能，其高阶单元是solid95Solid64 用于模拟三维各向异性的实体结构。
单元由8个节点定义，本单元具有大变形、大应变功能Solid65 用于模拟三维有钢筋或无钢筋的混凝土模型，该单元能够计算拉裂和压碎而且该单元可应用与加筋复合材料（如玻璃纤维）及地质材料（如岩石）等。
有限元分析大作业
一、有限元方法的手工计算结果与ansys分析结果的对比1分析的问题描述如图1所示，桁架的杆截面面积为8，由钢制成（E=200GPa）。
用有限元法计算出每个节点的位移以及反作用力。
(1)(2)(3)图1对于上述问题，本文将用手工计算和ansys软件分别计算出结果，对计算出来的结果进行对比。
2手工计算2.1桁架结构的有限元计算方法对于桁架结构，每个单元的刚度矩阵为，（2-1）YX图2其中，为桁架单元在整体坐标系中与X轴的夹角；，A为桁架的截面积，E 为弹性模量，L为桁架长度。
在固体力学问题中，有限元公式通常由如下的一般形式，Ku=F（2-2）其中，K为刚度矩阵，u为位移矩阵，F为载荷矩阵。
运用公式（2-3），就能求出反作用力，R=Ku-F（2-3）其中，R为反作用力矩阵。
2.2计算过程计算每个桁架单元的刚度，用公式（2-1）计算每个每个桁架单元的刚度矩阵，将每个单元放入总刚度矩阵，他们的位置分别为：10-100000 00000000 -10100000 00000000 00000000 00000000 00000000 0000000000000000 00000000 0010-1000 0000000000-101000 00000000 00000000 000000003.9-4.90000-3.9 4.9-4.9 6.10000 4.9-6.1 00000000 00000000 00000000 00000000-3.9 4.90000 3.9-4.9 4.9-6.10000-4.9 6.100000000 00000000 00000000 000 1.28000-1.28 00000000 00000000 00000000 000-1.28000 1.2800000000 00000000 00000000 00000000 0000 3.9 4.9-3.9-4.9 0000 4.9 6.1-4.9-6.1 0000-3.9-4.9 3.9 4.9 0000-4.9-6.1 4.9 6.1将个刚度矩阵相加得到总刚度矩阵为，19.9-4.90-16000-3.9 4.9 -4.9 6.100000 4.9-6.1 -160320-16000 00012.8000-12.8 00-16019.9 4.9-3.9-4.9 0000 4.9 6.1-4.9-6.1 -3.9 4.900-3.9-4.97.80 4.9-6.10-12.8-4.9-6.1025应用边界条件施加载荷，将总刚度矩阵带入式（2-2）得：19.9-4.90-16000-3.9 4.9Ux1 -4.9 6.100000 4.9-6.1Uy1 -160320-16000Ux2 00012.8000-12.8Uy200-16019.9 4.9-3.9-4.9Ux3 0000 4.9 6.1-4.9-6.1Uy3 -3.9 4.900-3.9-4.97.80Ux4 4.9-6.10-12.8-4.9-6.1025Uy4带入边界条件解得：将结果带入（2-3）得：=Fx1Fy1Fx2Fy2Fx3Fy3Fx4Fy43用ansys软件求解（单位统一N,mm，Mpa）（1）选择单元（图3）图3（2）附材料属性（图4）图4（3）创建模型（图5）图5（4）施加载荷（图6）图6（5）求解每个节点的位移（图7）图7节点的反力（图8）图8（6）模型变形图（7）位移等值线分布图4结果对比及分析手算结果ansys 计算结果位移(mm)Ux100Uy100Ux2-0.0016-0.0016Uy2-0.0468-0.0468Ux300Uy300Ux4-0.0066-0.0066Uy4-0.0317-0.0317表1手算结果ansys计算结果节点反力(N)Fx1-1027.8-1027.8 Fy11608.31608.3 Fx2 5.60 Fy2-100 Fx32066.72063.1 Fy32257.12255.4 Fx48.80 Fy4-2.70表2由表1和表2可以看出，手工计算的结果与ansys计算的结果基本一致。
滑轮有限元分析-ANSYS FEM 大作业
滑轮有限元分析-ANSYS FEM 大作业1.问题描述某滑轮结果如下图所示,试分析结构在实际工作中的受力情况,并利用FEM类软件校核材料的强度是否满足要求。
其中天车最大钓钩载荷为3150KN，游动系统以及钢丝绳总重为150KN。
材料为Q345。
2.问题分析天车最大钓钩载荷为3150KN，游动系统以及钢丝绳总重为150KN，游车与天车选用6x7轮系，钢丝绳实际最大拉力F=（3150+150）/12=275KN。
滑轮受力图如下图所示，当钢丝绳两端拉力平行，滑轮受力最大为2F=550KN。
图1 滑轮受力分析滑轮上端面与绳索接触，所有滑轮外表面的上半面受力，且载荷不是均匀分析，而是按照正弦函数分析。
同时滑轮内表面的上半面受力，下半面为自由状态。
在有限元分析中，需要注意选择合适的边界条件和载荷加载。
有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。
利用简单而又相互作用的元素（即单元），就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的（较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件（如结构的平衡条件），从而得到问题的解。
因为实际问题被较简单的问题所代替，所以这个解不是准确解，而是近似解。
由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段3.求解步骤滑轮材料为Q345，根据API Spec 8C-2012第5版4.7规定滑轮的设计安全系数不小于3，所以滑轮的许用应力为115Mpa，其中弹性模量为2.1e11Pa，泊松比为0.3。
对滑轮结构进行有限元网格划分，滑轮存在较多倒角过度细节，所以采用四面体网格进行划分，对倒角圆孔区域进行局部加密，有限元网格模型如下图所示。
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ansys有限元分析大作业
有限元大作业
设计题目: 单车的设计及ansys有限元分析
专业班级:
姓名:
学号:
指导老师:
完成日期: 2016.11.23
单车的设计及ansys模拟分析
一、单车实体设计与建模
1、总体设计
单车的总体设计三维图如下，采用pro-e进行实体建模。
在建模时修改proe默认单位为国际主单位(米千克秒 mks)
Proe》文件》属性》修改
2、车架
车架是构成单车的基体，联接着单车的其余各个部件并承受骑者的体重及单车在行驶时经受各种震动和冲击力量，因此除了强度以外还应有足够的刚度，这是为了在各种行驶条件下，使固定在车架上的各机构的相对位置应保持不变，充分发挥各部位的功能。
车架分为前部和后部，前部为转向部分，后部为驱动部分，由于受力较大，所有要对后半部分进行加固。
二、单车有限元模型
1、材料的选择
单车的车身选用铝合金（6061-T6）T6标志表示经过热处理、时效。
其属性如下：
弹性模量：）
.6+
90E
（2
N/m
10
泊松比：0.33
质量密度：）
2.70E+
3
（2
N/m
抗剪模量：）
60E
10
.2+
（2
N/m
屈服强度：）
75E
.2+
N/m
8
（2
2、单车模型的简化
为了方便单车的模拟分析，提高电脑的运算
效率，可对单车进行初步的简化；单车受到的力的主要由车架承受，因此必须保证车架能够有足够的强度、刚度，抗振的能力，故分析的时候主要对车架进行分析。
简化后的车架如下图所示。
3、单元体的选择
单车车架为实体故定义车架的单元类型为实体单元（solid）。
查资料可以知道3D实体常用结构实体单元有下表。
单元名称说明
Solid45 三维结构实体单元，单元由8个节点定义，具有塑性、蠕变、应力刚化、
大变形、大应变功能，其高阶单元是
solid95
Solid64 用于模拟三维各向异性的实体结构。
单元由8个节点定义，本单元具有大
变形、大应变功能
Solid65 用于模拟三维有钢筋或无钢筋的混凝土模型，该单元能够计算拉裂和压碎
而且该单元可应用与加筋复合材料
（如玻璃纤维）及地质材料（如岩石）
等。
Solid92 具有二次位移特性，非常适合模拟不规则模型，（例如由各种CAD/CAM系统
产生的网格模型）。
此单元具有塑性、
蠕变、膨胀、应力刚化、大变形和大
应变等功能。
Solid95 Solid45、solid185单元
Solid147 砖形单元，最多支持阶数为8的项式Solid148 四面体单元，最多支持阶数为8的多项式
Solid185 用于建立三维实体结构模型。
单元有8个节点定义，其高阶单元是solid95 Solid186 用于建立三维实体结构模型。
单元有20节点定义的结构实体单元
Solid187 高阶三维10节点实体单元。
适用于产
生不规则网格模型，solid92是它的
类似单元
根据上表各单元结构的特点初步选择单元
solid45。
4、网格的划分
1)建模使用proe，导出为IGES,再将IGES格式的车架导入ansys中
file→import→IGES→找到格式为IGES的车架文件，文件导入后如下图。
2）选择单元体
Main Menu→Preprocessor→Element
Type→Add/Edit/Delete→Add(弹出对话框选择
下图所示的单元体)
3）定义车架材料的属性
Main Menu→Preprocessor→Material
Props→Material Models（按照下图给车架定义材料属性）
定义材料的弹性模量：）
.6 、泊松比：0.33
90E
10
N/m
（2
定义材料的质量密度：）
3
2.70E
N/m
（2
4）画分网格
Main Menu→Preprocessor→Meshing →Mesh Tool→弹出的对话框中设置网格的边界长度设为10→点Mesh→pick all（自动生成网格如下图所示）
三、单车静强度分析
1)导入已画分好的模型网格
2）进行菜单过滤
Main Menu→Preferences→弹出的对话框中勾选Structural→点OK
3）定义分析类型
Main Menu→Solution→Analysis Type→New Analysis→勾选Static→点OK
4）定义求解控制菜单
选择Main Menu→Solution→Analysis
Type→Sol’n Controls命令→打开对话框勾选Calculate prestress effects项→OK
5）施加约束
选择Main Menu→Solution→Define
Loads→Apply→Structural→Displacement→O n Areas→选择下边的横杆→点OK→弹出的对话框中选择All DOF→OK完成约束
6）施加载荷
假设驾驶人的重量为60kg，那么作用在单车上的力的大小就为600N。
设定安全系数为3，则施加在单车上面的力大小为1800N。
选择Main Menu→Solution→Define
Loads→Apply→Structural→Pressure→On Areas→
选择上边的横梁→点OK→弹出的对话框中在VALUE Load PRES value 处设置参数为1800→OK 完成
7）打开输出设置菜并设置参数
选择Main Menu→Solution→Load Step
Opts→Output Ctrls→Solu Printout→弹出的对话框中勾选Every substep→OK完成
8）计算
选择Main Menu→Solution→Solve→Current LS→弹出的对话框如下，点OK继续
接着会弹出提示的对话框，点Yes，然后系统开始运算。
当提示出现Solution is done对话框表示运算完成，点Close。
9）查看等效应力、应变结果
a、查看应变结果
Main Menu→General Postproc→Plot
Results→Contour Plot→Nodal Solu→弹出对话框中（如下图）选择Nodal Solution→在Undisplaced shape key中选择Deformed shape with undeformed model(方便区分变形前后的对比)→分别查看X、Y、Z和总的应变图
X方向的变形图Y方向的变形图
Z方向的变形图
总的变形图
b、等效应力的结果
Main Menu→General Postproc→Plot
Results→Contour Plot→Nodal Solu→弹出对话框中（如下图）选择Nodal Solution→Stress→von Mises stress→在Undisplaced shape key中选择Deformed shape only
结论
通过以上分析，可得出以下结论：
1）在ANSYS中，通过建立模型，施加边界条件，来分析结构的受力情况，对于有应力集中的地方，可通过结构改进来调整。
2）自行车结构的设计应注意两点：
一是减少应力集中的区域
二是尽量采用三角形这一稳定的结构来保证结构的简单稳定
参考文献
1、李黎明ansys有限元分析实用教程清华大学出版社
2、白葳、喻海良通用有限元分析清华大学出版社
3、邓宗全，胡明．自行车的运动学建模．中国机械工程．14卷22期，2003，11 23 / 23。