基于Ansys Workbench的圆管带式输送机桁架结构的有限元分析
ansys桁架和梁的有限元分析
ansys桁架和梁的有限元分析————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：桁架和梁的有限元分析第一节基本知识一、桁架和粱的有限元分析概要1．桁架杆系的有限元分析概要桁架杆系系统的有限元分析问题是工程中晕常见的结构形式之一，常用在建筑的屋顶、机械的机架及各类空间网架结构等多种场合。
桁架结构的特点是，所有杆件仅承受轴向力，所有载荷集中作用于节点上。
由于桁架结构具有自然离散的特点，因此可以将其每一根杆件视为一个单元，各杆件之间的交点视为一个节点。
2．梁的有限元分析概要梁的有限元分析问题也是是工程中最常见的结构形式之一，常用在建筑、机械、汽车、工程机械、冶金等多种场合。
梁结构的特点是，梁的横截面均一致，可承受轴向、切向、弯矩等载荷。
根据梁的特点，等截面的梁在进行有限元分析时，需要定义梁的截面形状和尺寸，用创建的直线代替梁，在划分网格结束后，可以显示其实际形状。
二、桁架和梁的常用单元桁架和梁常用的单元类型和用途见表7-1。
通过对桁架和粱进行有限元分析，可得到其在各个方向的位移、应力并可得到应力、位移动画等结果。
第128页第二节桁架的有限元分析实例案例1--2D桁架的有限元分析问题人字形屋架的几何尺寸如图7—1所示。
杆件截面尺寸为0．01m^2，试进行静力分析，对人字形屋架进行静力分析，给出变形图和各点的位移及轴向力、轴力图。
条件人字形屋架两端固定，弹性模量为2．0x10^11N/m^2，泊松比为0．3。
解题过程制定分析方案。
材料为弹性材料，结构静力分析，属21)桁架的静力分析问题，选用Link1单元。
建立坐标系及各节点定义如图7-1所示，边界条件为1点和5点固定，6、7、8点各受1000N的力作用。
1．ANSYS分析开始准备工作(1)清空数据库并开始一个新的分析选取Utility Menu>File>Clear&Start New，弹出Clears database and Start New对话框，单击OK按钮，弹出Verify对话框，单击OK按钮完成清空数据库。
带式输送机卸料小车车架结构静力分析与结构改进设计研究
带式输送机卸料小车车架结构静力分析与结构改进设计研究作者：程熊豪王秀杰牛润芝付秀芳来源：《粘接》2022年第07期摘要：针对带式输送机卸料小车车架变形大、易开裂的问题，利用有限元法对小车车架结构进行静力分析改进小车车架结构。
采用CATIA软件建立车架三维模型，就ANSYS Workbench软件对65 t载荷工况下的小车车架进行静力分析，其最大应力为267.5 MPa，最大变形为17.46 mm，不满足强度和刚度要求。
通过静力分析结果提出了车架结构改进的设计方案，将H型连接块更换为实体连接块，车架两侧梁之间焊接20 mm厚的钢板，并在钢板上加工一定尺寸的孔。
最后对改进后的车架进行静力分析，其最大应力为123.7 MPa，最大变形为7.33 mm，满足强度和刚度要求。
关键词：带式输送机;卸料小车车架;静力分析;有限元法;结构改进中图分类号：U294.27 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2022）07-0110-04Static analysis and structural improvement design ofunloading trolley frame of belt conveyorCHENG Xionghao， WANG Xiujie， NIU Runzhi， FU Xiufang（MCC South Engineering Technology Co.， Ltd.， Wuhan 430223， China）Abstract：In view of the large deformation and easy cracking of the unloading trolley frame of belt conveyor， the static analysis of the trolley frame structure is carried out by using the finite element method to improve the trolley frame structure. CATIA software is used to establish the three-dimensional model of the frame， and ANSYS Workbench software is used to analyze the static force of the trolley frame under 65 t load condition. The maximum stress is 267.5 MPa and the maximum deformation is 17.46 mm， which does not meet the requirements of strength and stiffness. Through the static analysis results， the design scheme for the improvement of the frame structure is put forward. The H-shaped connection block is replaced with a solid connection block. A 20 mm thick steel plate is welded between the beams on both sides of the frame， and holes of a certain size are machined on the steel plate. Finally， the static analysis of the improved frame is carried out. The maximum stress is 123.7 MPa and the maximum deformation is 7.33 mm， which meets the requirements of strength and stiffness.Key words：belt conveyor; unloading trolley frame; static analysis; finite element method; structural improvement帶式输送机具有结构简单、输送距离远、输送能力强等优点，在机械、电器、化工等行业具有广泛的应用。
基于ANSYS?WORKBENCH的桁架结构的分析
基于ANSYS WORKBENCH的桁架结构的分析有不少朋友经常问到在WB中的桁架分析问题。
例如下面的桁架，有两个端点被固定，而在C处施加一个向下的集中力，如何计算该问题？在ANSYS APDL中，计算该问题非常简单。
但是在WB中，则比较麻烦。
对于线体模型，WB中默认的单元类型是BEAM188，如果直接使用默认单元会带来一些出乎意料的结果。
本文使用LINK180建模，这样就需要插入命令流。
下面说明使用LINK180的建模方法。
1. 创建静力学结构分析系统。
2. 创建几何模型（1）创建草图（2）根据草图生成线体模型创建圆形截面，其半径为10mm（该尺寸随便设置，后面会被覆盖）将截面属性赋予给线体模型3. 设置杆的单元类型在线体模型下添加命令在命令文件编辑窗口输入下列命令、上述命令的含义是：第1行，设置单元类型是LINK180第2-3行，设置截面类型是实心圆，且其横截面积是10mm24. 划分网格在MESH下添加一个单元尺寸控制，设置给所有边划分1等份。
网格划分结果如下图5. 施加边界条件该下面两个关键点施加固定支撑，给上面点施加数值向下的力100N,结果如下图6. 求解并进行后处理进行求解。
然后进行后处理。
可以发现应力，应变，能量等按钮均不可使用。
使用BEAM TOOL。
但是ANSYS表明，该梁工具不能使用。
添加BEAM RESULTS但是ANSYS表明，该梁工具也不能使用。
使用WORKSHEET所提供的自定义数据类型，选择其中的总位移结果、得到位移如下图读者可尝试使用WORKSHEET中的其它用户自定义结果，【评论】1. 通过在几何体模型后面添加命令，并编辑命令文本，可以设定单元为杆单元LINK180.2. 可以在MESH后添加尺寸控制，而对各根杆件设置网格划分份数。
3. 在后处理时，WB所提供的大多数后处理按钮均不可使用，此时只能使用WORKSHEET中提供的用户自定义变量。
Ansys Workbench有限元分析
Ansys Workbench培训大纲 Ansys有限元分析Ansys Workbench的基础知识，包括基本操作、几何建模方法、网格划分方法、mechanical基础等内容；Ansys Workbench的工程应用，包括线性静态结构分析、模态分析、谐响应分析、随机振动分析、瞬态动力学、显示动力学分析、热分析、线性屈曲分析和结构非线性分析、接触分析及流体动力学分析等相关知识1． Workbench技术Workbench技术特点CAD-CAE协同仿真概述DesignModeler建模功能综述实体模型的建立，板壳、梁模型的建立DM几何修补工具，创建参数化模型，DM与DS的双向整合针对有限元分析的几何建模技巧与特殊要求从CAD导入几何模型2．DesignModeler建模DM 用户界面DM 草图模式DM 3D几何体DM高级3D几何体DM 概念建模DM 参数化模型3．DesignSimulation基本架构和分析流程DS基础DS通用前处理: 几何模型导入, 接触，网格划分，命名选择，坐标系DS高质量的有限元网格划分技术和使用技巧DS结构静力线性分析的基本流程和使用技巧DS各种工程载荷和边界条件的处理方法DesignSimulation的非线性概述材料、几何、接触非线性的基本过程与应用技巧4．DesignSimulation基本架构和分析流程DS结果后处理：查看，显示，输入结果，结果组合DS如何提高有限元分析的精度DS与CAD软件的交互性及参数传递DS通过参数管理器和多工况多方案的优化方法快速完成分析5．DesignSimulation的工程分析类型疲劳分析动力学分析：瞬态等分析基本过程与技巧DesignSimulation稳态热分析：热分析基础，基本的热传递分析，热分析模式，实例分析:建模，求解及后处理DesignSimulation瞬态热分析：时间与载荷步，子步及平衡迭代，收敛准则，初始温度，阶跃及渐变载荷输出控制，查看瞬态分析结果，耦合场分析：热应力分析有限元基本概念把一个原来是连续的物体划分为有限个单元，这些单元通过有限个节点相互连接，承受与实际载荷等效的节点载荷，并根据力的平衡条件进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合成能够整体进行综合求解。
有限元分析 ansys 桁架.ppt
整体位移和局部位移之间的关系为：
UiX uix cos uiy sin UiY uix sin uiy cos U jX u jx cos u jy sin U jY u jx sin u jy cos
将以上方程写成矩阵形式有： U T u
0 0 0
0 k 0
0
0 0
uiy
u jx
u jy
其中
k keq
AE L
，写成矩阵形式： f K u
将 f 和 u替换成 F和 U ，有：
T 1F K T 1U
其中 T 1是变换矩阵 T 的逆矩阵，为：
FjY
k
sin
cos
cos2
sin cos
sin cos sin2
sin cos sin2
cos2 sin cos
cos2 sin cos
sin cos UiX
sin2 sin cos
U和u分别代表整体XY坐标和局部xy参考系下节点i和j的
位移。T 是从局部变形转化到整体变形的变换矩阵。
类似地，局部力和整体力之间有以下关系：
FiX fix cos fiy sin FiY fix sin fiy cos FjX f jx cos f jy sin FjY f jx sin f jy cos
L
E 在弹性区域，应力和应变服从虎克定律：
由以上三个方程我们得到：
F
AE L
L
所得方程和线性弹簧的方程 F kx 很相似。因此， 统一横截面的中心受力的杆建模时可以有如下刚度的弹簧：
有限元上机实验：ANSYS桁架分析
机电工程学院有限元法课程设计学号：专业：学生姓名：任课教师：2016年5月桁架有限元分析本问题研究针对机器人腿部机体的受力变形研究。
在机器人的所有结构中，该结构受力较复杂，强度要求较高，需要对其进行受力分析并进行结构优化。
一、研究对象由等直杆构成的平面桁架如图1所示，等直杆的截面积为30cm2，弹性模量为E=2.1e5 Mpa，泊松比为μ=0.3，密度为7800kg/m3，所受的集中力载荷为2.0N。
分析该桁架的强度是否符合要求，给出约束节点的支反力、杆件受力以及受力节点的位移。
载荷：1.0e8 N图1 超静定桁架二、分析过程1.打开软件，更改文件名称和存储位置：File>Change Jobname and Change Directory 。
图2 更改文件名图3 更改存储位置2.选取有限元单元：Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add > Link > 3D finit stn180 > OK > Close。
图4 选取有限元单元3.定义截面积：Preprocessor > Real Constants > Add/Edit/Delete > Add > 输入截面面积“0.03”> Ok > Close。
图5定义截面积4.输入材料弹性参数：Preprocessor > Material Props > Material Models > Structural > Linear >Elastic > Isotripic > 输入弹性模量> 输入泊松比＞Ok > 关闭窗口> SA VE_DB 保存数据。
图6 输入材料弹性参数5.建立节点，坐标分别为(0,1) (1,0) (1,1) (2,1) ：Preprocessor >Modeling>Create>Nodes>On working Plane>选取点。
ansys workbench有限元总结
压力载荷Pressure:压力只能施加在表面并且通常与表面的法向一致。
轴承载荷Bearing Load：其仅适用于圆柱表面。其径向分量据投影面积来分布压力和载荷，而轴向载荷分量则沿着圆周均匀分布。一个圆柱表面只能施加一个轴承载荷，假如一个圆柱表面切分为两个部分，那么在施加轴承载荷的时候一定要保证这两个圆柱面都要选中。
Rough（粗糙的）: 这种接触方式和无摩擦类似。但表现为完全的摩擦接触，即没有相对滑动。只适用于面接触。默认情况下，不自动消除间隙。这种情况相当于接触体间的摩擦系数为无穷大。
Frictional（有摩擦）: 这种情况下，在发生相对滑动前，两接触面可以通过接触区域传递一定数量的剪应力。有点像胶水。模型在滑动发生前定义一个等效的剪应力，作为接触压力的一部分。一旦剪应力超过此值，两面将发生相对滑动。只适用于面接触，摩擦系数可以是任意非负值。
Bonded无相对位移。就像共用节点一样。
No-separation法向不分离，切向可以有小位移。
后面三种为非线性接触
Frictionless法向可分离，但不渗透，切向自由滑动
Rough法向可分离，不渗透，切向不滑动
Frictional法向可分离，但不渗透，切滑动，有摩擦力。
15.Workbench疲劳：载荷类型：应力比R=0与Zero-Based（基于0）载荷相同即脉动循环变应力；R=-1相当于Fully Reversed（完全相反）载荷即对称循环载荷；History Date（历程数据）与-1<R<1不定振幅载荷一样，另外在Workbench中还可以设置应力比Ratio。平均应力会影响S-N曲线的结果，而Analysis Type说明了程序对平均应力的处理方法：SN-None：忽略平均应力的影响；SN-Mean Stress Curves：使用多重S-N曲线；SN-Goodman，SN-Soderberg，SN-Gerber：可以使用平均应力修正理论。除了平均应力影响S-N外，还有其他一些影响sn曲线的因素，这些因素可以集中体现在疲劳强度因子 中，其值可在Fatigue Tool的细节栏中输入，这个值小于1，以便说明实际部件和试件的差异。Fatigue Tool的细节栏中的应力分量（Stress Component）让用户定义应力结果如何与疲劳曲线S-N进行比较。等效应力Equivalent（Von Mises）表示的是最大绝对主应力，最大主应力（Max Principal），最大剪切应力（Max Shear）。
用ANSYSY命令流方式有限元结构分析实例L1
利用ANSYS 软件进行结构分析的实例1. 用ANSYS 软件命令流方式求解桁架结构应用实例一题目：用ANSYS 求解如图所示三杆平面桁架的问题xP 1附录图1已知：各杆的面积为A 1＝32.30e-4m 2, A 2=38.70e-4m 2, A 3=25.80e-4m 2,各杆的弹性模量为E 1=6.9E10N/m 2, E 2=E 3=20.7e10N/m 2 , 横杆与竖杆的长度a=2.54m ，桁架结构所受的载荷为 P1x=111000N, P2x=22200N用ANSYS 求解的命令流：/UNITS,SI ！国际单位制/TITLE,EXP1-2A:TRUSS STRUCTURAL ANASYS/PREP7 ！进入前处理器ET,1, LINK1R,1, 32.3E-4 ! A 1＝32.30e-4m 2R,2, 38.7E-4 ! A 2=38.70e-4m 2R,3, 25.8E-4 ! A 3=25.80e-4m 2MP,EX,1, 6.9E10 ! E 1=6.9E10N/m 2MP,EX,2, 20.7E10 ! E 2=E 3=20.7e10N/m 2N,1, 2.54, 2.54 ! 节点坐标N,2, 2.54, 0N,3, 0, 0TYPE,1 $ REAL,1 $ MAT,1 ！单元信息E, 2, 3TYPE,1 $ REAL,2 $ MAT,2E, 1, 2TYPE,1 $ REAL,3 $ MAT,2E, 1, 3FINISH/SOLU ！进入求解处理器ANTYE, STATIC！静力分析OUTPR,BASIC,ALLD, 3, ALL, 0 ！进行边界处理D, 2, UY, 0F,1, FX, 111000 ！加入节点载荷F,1, FY, 22200ALLSELSOLVEFINISH/POST1！进入后处理器PRDISP ！显示数据列表（列出变形资料）PLDISP ！显示图形列表（检查变形图）FINISH注：用命令流运行的具体方法是：1．用记事本编辑完命令流，存盘时以*.log为后缀名。
ansys桁架和梁地有限元分析报告报告材料
桁架和梁的有限元分析第一节基本知识一、桁架和粱的有限元分析概要1．桁架杆系的有限元分析概要桁架杆系系统的有限元分析问题是工程中晕常见的结构形式之一，常用在建筑的屋顶、机械的机架及各类空间网架结构等多种场合。
桁架结构的特点是，所有杆件仅承受轴向力，所有载荷集中作用于节点上。
由于桁架结构具有自然离散的特点，因此可以将其每一根杆件视为一个单元，各杆件之间的交点视为一个节点。
2．梁的有限元分析概要梁的有限元分析问题也是是工程中最常见的结构形式之一，常用在建筑、机械、汽车、工程机械、冶金等多种场合。
梁结构的特点是，梁的横截面均一致，可承受轴向、切向、弯矩等载荷。
根据梁的特点，等截面的梁在进行有限元分析时，需要定义梁的截面形状和尺寸，用创建的直线代替梁，在划分网格结束后，可以显示其实际形状。
二、桁架和梁的常用单元桁架和梁常用的单元类型和用途见表7-1。
通过对桁架和粱进行有限元分析，可得到其在各个方向的位移、应力并可得到应力、位移动画等结果。
第128页第二节桁架的有限元分析实例案例1--2D桁架的有限元分析问题人字形屋架的几何尺寸如图7—1所示。
杆件截面尺寸为0．01m^2，试进行静力分析，对人字形屋架进行静力分析，给出变形图和各点的位移及轴向力、轴力图。
条件人字形屋架两端固定，弹性模量为2．0x10^11N/m^2，泊松比为0．3。
解题过程制定分析方案。
材料为弹性材料，结构静力分析，属21)桁架的静力分析问题，选用Link1单元。
建立坐标系及各节点定义如图7-1所示，边界条件为1点和5点固定，6、7、8点各受1000N的力作用。
1．ANSYS分析开始准备工作(1)清空数据库并开始一个新的分析选取Utility Menu>File>Clear&Start New，弹出Clears database and Start New对话框，单击OK按钮，弹出Verify对话框，单击OK按钮完成清空数据库。
基于ANSYS的车架有限元分析
基于ANSYS的车架有限元分析
引言
车架是一种重要的构件，它用来支撑一辆车，它们必须具备足够的韧
性和刚度，以确保车辆的安全性。
因此，在考虑车架设计的时候，必须利
用先进的数值模型对车架进行有限元分析，以确保车架的性能和可靠性。
为此，本文将使用ANSYS有限元分析软件对型车架进行有限元分析，并从
分析结果中了解车架的性能和可靠性。
1、模型建立
使用ANSYS有限元分析模型的建立首先需要确定车架的几何尺寸参数，然后将其输入到ANSYS中，车架结构可在ANSYS中以2D或3D视图建模。
在建立了车架结构的几何模型后，需要将物理属性（如模态、力学和热力等）对应地赋予车架结构。
在建立了车架结构模型后，就可以进行有限元分析了，如支撑车架的
车轮的受力分析，悬架系统的反力分析，车辆车架动态分析等。
利用ANSYS有限元分析可以模拟并计算车架结构在多种复杂工况下的振动特性，从而获取车架的实际性能。
3、有限元结果分析
使用ANSYS有限元分析可以实现对车架结构的力学、模态和热特性的
仿真建模与分析，利用它可以快速准确地研究车架结构的强度和稳定性。
基于ansys的随车起重运输车车架有限元分析
基于ansys的随车起重运输车车架有限元分析
有限元分析可以反映出一个结构的应力分布情况，该方法对于确定车架安全性能，特别是结构件是否安全有着重要意义。
随车起重运输车车架也采用有限元分析来评价车架的安全性，指导车架设计以及确定车架性能参数。
首先，利用有限元分析方法建立车架的三维有限元模型，该模型可包括车架的各个部件和对应的材料等属性信息。
接着，利用有限元分析软件将模型静力分析，选择合适的加载类型并设定载荷作用范围，同时，还要添加边界条件，如，夹紧条件、位移支撑条件和支持条件几大类。
最后，根据计算结果，对车架进行受力、位移、应变等性能分析，根据分析结果，确定车架的荷载能力及各部件结构安全系数。
通过有限元分析，能够有力地验证车架设计方案以及连接方式，同时还能有效检测普通载荷或极限载荷的作用下结构的稳定性，从而确定车架是否具有足够的受力强度，勾稽设计内容是否正确，布线、装配、焊接等技术是否合理。
有限元分析的优势在于更快捷的调整和比较设计参数，以及几何细节变化的早期实时反馈。
有限元分析有助于提高设计工作效率。
此外，有限元分析也可以用于评价随车起重运输车车架的气密性能，以及针对峰值压力、不同控制及振动响应等非线性载荷的定义。
结构的表观失效和气密性能的性能可以在一定的范围内准确地由有限元模型得到。
综上所述，通过有限元分析，可以迅速准确地评估随车起重运输车车架性能，以最大程度发挥车架的功能，确保车架安全可靠，为准确选择车架零部件提供有效依据。
管状带式输送机运行时的有限元分析
管状带式输送机运行时的有限元分析摘要：在管式带状输送机中，最重要的部件是传送架，随着对结构的特殊要求，需要通过计算，对传送架进行模拟分析。
通常使用计算机ADAMS软件来分析传送架在输送机运行过程中的有限元分析，模拟找出最大应力的受力点，改进优化结构，为传动架的设计提供可靠的数据支撑。
关键词：管状带式输送机；传动架；优化；有限元分析1传动架模型的建立如图1所示，输送机的传动架是由槽钢和多种其他型号的钢材焊接而成的，能实现单筒和双筒传动，利用ANSYS生成模态中性文件，将柔性的微元段代替刚性的输送带小块，在柔性小块之间用Bushing式输送带部分柔性后，再将不同部分的输送带之间柔性连接，使整条输送带成为柔性体。
之后导入ADAMS中，取代相应位置的刚性体，来实现输送带的柔性建模。
ADAMS中提供三种载荷：外部载荷、柔性连接、特殊载荷。
简化的案例模型中，各滚筒重力、输送带重力均通过模型材料属性的设置来表示，其中，输送带要针对其型号选择合适的弹性模量及密度，以确保仿真结果得可靠性。
拉紧装置则采用施加外载荷来模拟重物的拉紧效果。
物料重力则等效为均布力载荷。
经计算（1）输送带的均布载荷通过模型重力设置。
（2）物料的均布载荷q物=227．64kg/m（3）托辊载荷1）承载分支动载：P0＇=3800N2）回程分支动载计算：Pu＇=1583N3）起动时，输送机的总质量m1=10777．64kg；4）拉紧装置受到重锤的拉力G=8499．6kg，清扫器阻力F=840N．3仿真分析利用ADAMS中的自带的程序进行仿真检验，ADAMS-Tools-ModelVerify模型自检功能，只有在模型检验通过的条件下，模型才能顺利进行仿真。
选取输送带上五个具备代表意义的关键点，关键点位置如图2所示。
（1）关键点1位于输送带前端，输送带在托辊的作用下即将被卷成圆管状，属于输送带的加料段。
仿真过程，选取关键点1，即添加Marker点为空间位置上的固定点1，不随输送带运动。
圆管带式输送机钢结构有限元分析计算方法
圆管带式输送机钢结构有限元分析计算方法摘要：确定了圆管带式输送机弯曲段的曲线方程，对圆管带式输送机钢结构模型进行了合理简化，利用ANSYS软件建立了参数化模型。
对桁架梁进行了理论计算，将计算结果与ANSYS软件分析结果对比，论证了ANSYS分析桁架梁结果的合理性。
利用ANSYS软件对圆管带式输送机钢结构进行了静力学和动力学分析，并进行了评价。
关键词：圆管带式输送机钢结构参数化模型ANSYS1 前言圆管带式输送机具有物料大倾角封闭输送、可以空间弯曲布置、双向输送方便等优点，广泛应用于水泥、矿山、电力、冶金、垃圾处理等多种工业领域。
[1][2][3]圆管带式输送机结构复杂，设计计算工作量大。
应用有限元分析软件ANSYS对圆管带式输送机的钢结构进行力学仿真，可以解决其结构形式多变、难形成规律性而造成的大量重复、复杂的计算问题。
2 圆管带式输送机弯曲段的曲线方程圆管带式输送机弯曲段曲线采用展开线型空间曲线，按展开线的类型可分为以下2种类型。
2.1 曲线展开图为直线型图2.1所示线路图中的俯视图为半径为的圆弧，在横坐标、纵坐标的展开图上为一倾角为的直线。
这样形成的空间曲线为空间螺旋线（见图2.2）。
其参数方程为：（2.1）其中：——螺旋线提升的高度——螺旋线水平转过的角度图2.2所示的立体转弯线路，其精确长度即为展开图上的斜线的长度，而其空间曲率半径。
2.2 曲线展开图为圆弧型图2.3所示线路图中的俯视图为半径为的圆弧，在横坐标为、纵坐标为的展开图上仍为一半径为的圆弧，这样形成的空间曲线为更复杂的“复式螺旋线”（见图2.4）。
图2.1螺旋线型线路图2.2螺旋线空间模型图2.3复式螺旋线型线路图2.4复式螺旋线空间模型其参数方程为：（2.2）图2.4所示立体转弯线路，其精确长度即为展开图上的圆弧的长度，同时空间圆弧的半径即为这条立体转弯线路的空间曲率半径。
同理，可得到其他不同弯曲方向的曲线方程。
归纳得出，圆管带式输送机的弯曲形式共有13种，如表2.1所示。
基于ANSYSWorkbench的带式输送机机架结构分析
基于ANSYS Workbench的带式输送机机架结构分析汪玉，郑红满，郑旺来，倪兴元(安徽盛运重工机械有限责任公司，安徽桐城231400)摘要：基于ANSYS Workbench，通过使用有限元分析的方法，对工作过程中的带式输送机机架进行结构，并提出优化机架结构的方案，提高机架的结构性能。
使用SolidWorks软件将建立好的机架模型导入到ANSYS Workbench中，并施加一些约束条件，再对其模型进行分析计算，求出机架在施加载荷的情况下的最大变形量和受到最大应力的位置，根据计算机分析的结果，提出机架结构的改进方案，再对改进后的结构模型进行分析计算。
最后对比两次的结果，从而可以看出改进后的效果好，更能增强机架的结构性能。
关键词：带式输送机；有限元法；ANSYS Workbench；机架；结构分析中图分类号：TD528文献标志码：A文章编号：1002-2333（2018）02-0130-03 Structural Analysis of Belt Conveyor Frame Based on ANSYS WorkbenchWANG Yu,ZHENG Hongman,ZHENG Wanglai,NI Xingyuan(Anhui Shengyun Heavy industry Machinery Co.,Ltd.,Tongcheng231400,China)Abstract:Based on the ANSYS Workbench,the structure of the belt conveyor rack in the working process is analyzed using the method of finite element analysis.The scheme of optimizing the rack structure is proposed to improve the structural performance of the rack.SolidWorks software is used to import the established rack model into ANSYS Workbench,and impose some constraints and analyze the model.The analysis can calculate the maximum deformation of the rack under load and the location of the maximum stress.Through analyzing the result of the computer and putting forward the improvement scheme of the rack structure,the improved structure model is analyzed and calculated.The comparison of the two results proves that the improved effect is good and the structural performance of the rack can be enhanced.Keywords:belt conveyor;finite element method;ANSYS Workbench;rack;structural analysis0引言带式输送机具有机构简单、运动平稳、适应能力强、工作可靠性强等特点，所以它在日常工作中到处都能见到它的身影，尤其在矿山、煤炭、冶金、港口、化工等行业承载着散料运输的作用，这些行业也依赖于带式输送机[1-4]。
基于ANSYS的车架有限元分析
基于ANSYS的车架有限元分析车架有限元分析是一种用于评估车架结构的强度、刚度和振动特性的工程分析方法。
在这种方法中，通过将车架模型转化为一个离散的有限元网格，然后应用力学理论和数值方法，可以对车架在各种工况下的行为进行分析和预测。
ANSYS是一种常用的有限元分析软件，具有强大的建模和分析功能，因此在车架有限元分析中得到广泛应用。
在进行车架有限元分析之前，首先需要进行几何建模。
这通常可以通过CAD软件来完成，然后将几何模型导入到ANSYS中。
在导入模型后，需要对车架进行网格划分。
网格划分是将车架模型划分为多个小单元（或称为网格元素）的过程，这些小单元可以是三角形、四边形、六边形等。
划分网格的目的是为了将车架模型离散化，使得它可以由有限个离散点、面和体来表示。
建立网格后，下一步是定义车架的材料性质。
车架通常由金属或复合材料制成，因此需要将其材料性质输入到ANSYS中。
这些性质包括杨氏模量、泊松比、密度等。
在车架有限元分析中，通常假设材料是各向同性的。
完成了几何建模和材料定义后，接下来可以定义分析类型。
车架有限元分析通常涉及到静态应力分析、模态分析和疲劳分析等。
静态应力分析用于评估车架在静态荷载下的强度和刚度。
模态分析用于确定车架在自由振动下的固有频率和振型。
疲劳分析用于评估车架在长期运行中的疲劳寿命。
对于静态应力分析，需要定义边界条件和加载情况。
边界条件包括固支条件和约束条件，用于限制车架在一些方向上的位移。
加载情况可以是外部力或者预定义的位移。
在进行静态应力分析时，可以计算车架结构的最大应力、最大位移和变形等，用于评估车架的结构强度和刚度。
对于模态分析，需要定义边界条件，用于确定车架的固有频率和振型。
在车架的自由振动中，可以确定车架的主要振型，从而评估其在各个振型下的刚度和振动特性。
对于疲劳分析，需要定义加载循环和载荷幅值。
加载循环可以是振动循环或者工况循环，载荷幅值决定了车架在每个加载循环中的受力情况。
用ANSYS对一桁架结构进行有限元计算
用ANSYS对一桁架结构进行有限元计算有限元分析是一种常用的结构力学计算方法，其可以有效地分析并预测复杂结构的力学行为。
ANSYS是一款广泛使用的有限元分析软件，其提供了强大的功能和工具，可以对各种类型的结构进行有限元计算。
一桁架结构是一种常见的工程结构，其由一根主梁和多个次梁构成。
这种结构广泛应用于桥梁、建筑物和机械设备等领域。
下面将介绍在ANSYS中对一桁架结构进行有限元计算的步骤和方法。
首先，在ANSYS中创建一个新的工程，并选择适当的工作空间和单位。
然后，使用ANSYS的几何建模工具，如DesignModeler或SpaceClaim，创建一桁架结构的三维模型。
可以通过绘制线段、矩形和圆弧等基本几何形状来构建结构。
此外，还可以导入外部CAD文件或使用ANSYS提供的几何建模功能创建结构。
创建完模型后，需要定义结构的材料属性。
根据具体情况，在ANSYS的材料库中选择适当的材料，并将其属性分配给结构中的各个部分。
可以指定材料的弹性模量、泊松比、密度和屈服强度等参数。
接下来，定义结构的约束条件和加载情况。
可以在结构的关键节点上固定约束或施加位移约束，以模拟实际工况中的支撑条件。
此外，在适当的位置上施加集中载荷、分布载荷或压力等加载，以模拟外部力的作用。
在定义好约束条件和加载情况后，需要进行网格划分。
ANSYS提供了多种网格划分算法和工具，如Tetrahedral、Hexahedral和Prism等。
根据模型的复杂程度和预期计算结果的准确性，可以选择适当的网格划分方法。
完成网格划分后，可以开始进行有限元计算。
在ANSYS中，可以选择适当的有限元求解器，并设定求解器的参数。
然后，进行计算并等待计算结果。
在计算完成后，可以对结果进行后处理。
ANSYS提供了丰富的后处理工具和功能，如显示变形、应力云图、位移云图、剖面图等用于分析和解释计算结果。
可以通过这些后处理工具来评估结构的强度和刚度，并与设计要求进行对比。
实例1 四杆桁架结构有限元分析
四杆桁架结构有限元分析：1 基于图形界面(GUI)的交互式操作(step by step)(1) 进入A NSYS(设定工作目录和工作文件)程序→ANSYS →ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname(设置工作文件名): planetruss→Run →OK(2) 设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences… →Structural →OK(3) 选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Del ete…→A dd… →Link：2D spar 1 →OK (返回到E lement Types 窗口) →Close(4) 定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models→Structural →Linear →Elastic→Isotropic: EX:2.95e11 (弹性模量)，PRXY: 0 (泊松比) →OK →鼠标点击该窗口右上角的“U”来关闭该窗口(5) 定义实常数以确定单元的截面积ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1→OK→RealConstant Set No: 1 (第1号实常数), AREA: 1e-4 (单元的截面积) →OK→Close(6) 生成单元ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Creat→Nodes→In Active CS→Node number 1 →X:0,Y:0,Z:0 →Apply →Node number 2 →X:0.4,Y:0,Z:0 →Apply →Node number 3 →X:0.4,Y:0.3,Z:0 →Apply→Node number 4 →X:0,Y:0.3,Z:0→OKANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements→Elem Attributes （接受默认值）→User numbered→Thru nodes→OK→选择n ode 1 和n ode2→Apply→选择n ode 2 和n ode3→Apply →选择node 1 和n ode3→Apply→选择n ode 4 和n ode3→Apply→OK (7) 模型施加约束和外载添加位移的约束，分别将1节点X和Y方向、2 节点Y方向、4 节点的X和Y方向位移约束。
基于ANSYSWorkbench的支架的有限元分析
基于ANSYSWorkbench的⽀架的有限元分析江苏⼤学《⼯程有限元分析》⼤作业基于ANSYS Workbench的⽀架的有限元分析姓名：学号：专业：机械设计及理论班级：农⼯院11级2012年3⽉31⽇基于ANSYS Workbench的⽀架的有限元分析摘要：为进⼀步改进⽀架的结构设计, 实现⽀架的CAE标准化⽣产, 本⽂采⽤⼤型有限元分析软件ANSYS 对发动机⽀架的应⼒分布进⾏了计算和仿真分析,得出了该构件的应⼒和应变分布云图, 从⽽为⽀架的强度分析研究提供了⽐较实⽤的有限元分析⽅法。
关键词：⽀架，ANSYS，仿真分析Abstract:In order to further improve the structural design and realize the CAE standardization of the support, we adopt finite element software ANSYS to calculate and simulate the stress distribution, and draw out the stress and strain distribution maps in the paper. It has offered the finite element analysis methods for the strength analysis of the support.Key words: support，ANSYS，simulation analysis1 问题描述与分析⽀架是现代化机械⼯程中进⾏⾼效⽣产和安全⽣产最为关键的构件之⼀。
由于⽀架重量过⼤会给运输、安装、搬家带来很多困难, 且材料消耗费⽤也是⽀架成本的主要构成部分, 所以选择其重量以及强度分析具有很实际的意义。
已知某⽀架，在两孔内做约束，在顶⾯上施加1000KN/m2的压强，然后，对⽀架进⾏强度校核，并分析⽀架的最⼤变形以及⽀架的等效应⼒。
基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析及拓扑优化技术研究共3篇
基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析及拓扑优化技术研究共3篇基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析及拓扑优化技术研究1基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析及拓扑优化技术研究随着汽车行业的快速发展，越来越多的汽车制造商在车辆设计中使用有限元分析技术来优化其设计。
车架结构作为汽车的基础组件，其性能直接影响整个车辆的安全性和稳定性。
因此，基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析及拓扑优化技术研究成为了汽车行业的热点问题。
首先，对车架结构进行有限元分析。
有限元分析是一种基于数值计算的工程分析方法，通过对车架结构进行建模、分析，可以预测车架在受力情况下的变形和应力分布，为车架结构的设计优化提供依据。
在分析过程中，需要考虑到汽车运行时架构所受的各种载荷，如重载、碰撞、悬挂等，并基于此建立合理的有限元模型，以获取准确的分析结果。
其次，在有限元分析的基础上，进行车架结构的拓扑优化。
拓扑优化是一种通过对物体表面进行材料、几何形状和边界条件的优化来减小物体质量而不牺牲其刚度或强度的过程。
在车架结构的拓扑优化中，需要变化车架结构的拓扑形状和尺寸，以达到最优的结构几何形状，并在不降低其强度和刚度的情况下降低其重量。
这些优化参数将被输入到有限元模型中，以验证优化方案的准确性和可行性。
最后，结合有限元分析和拓扑优化技术，开展实验研究。
实验研究是验证车架结构有限元分析和拓扑优化方案可行性的关键步骤。
通过对车架结构进行真实场景的测试和检验，可以检验分析结果和优化方案的准确性与可靠性，并对分析程序和拓扑优化技术进行改进和优化。
综上所述，基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析和拓扑优化技术研究是目前汽车设计领域的热点问题。
这种技术的模拟和验证可以为车辆制造商提供更加精确、高效和经济的汽车设计方案，同时也可以促进汽车行业的发展和进步综合以上研究，基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析和拓扑优化技术是一种可行的方法。
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目的 。
关键词 ：圆管 带式输送机 ；桁架 ；Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ ；Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ；结构优化设计 中图分 类号 ：Ｔ Ｈ ２ ２ ２ 文献标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ ０ １— ０ ７ ８ ５（ ２ ０ １ ３ ）０ ３— ０ ０ ０ ６— ０ ４
０ 引 言
圆管带式输送机 （ 以下简称管带机 ）是一 种
将物 料包 裹 在 强 制 形 成 管 状 胶 带 内进 行 输 送 的 特 殊带 式 输 送 机 ，与 普 通 带 式 输 送 机 相 比 ，具 有 物
１ 有 限元 模 型 的 建 立
Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｅ ｒ是 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ 的 建 模 平 台 ，其 功 能 类 似 于 一 个 Ｃ Ａ Ｄ 的 工 具 ，但 与 普 通 Ｃ Ａ Ｄ软件 不 同 ，它 主 要 用 于有 限 元 网格 划 分 ，所 以它 的一 些 功 能 也 是 一 般 Ｃ Ａ Ｄ软件所不具备 的 ，
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｗｉ ｔ ｈ ｏ ｎ ｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｒ ｕ ｓ ｓ ｂ ｅ ａ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｉ ｐ ｅ ｂ ｅ ｌ ｔ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｙ ｏ ｒ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ，３ Ｄ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｔ ｕｓ ｒ ｓ ｂ ｅ ａ ｍ
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基 于 Ａｎ ｓ ｙ ｓ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ的 圆 管 带 式 输 送 机 桁 架 结 构 的 有 限 元 分 析
吴 炳胜 胡 明伟 陈秋 平 １河北 工程 大 学机 电学 院
摘
邯郸
０ ５ ６ ０ ３ ８ ２邯 郸 市牛 儿庄 采矿 公 司 邯郸
０ ５ ６ ０ ３ ８
ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｎ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｔｈ ｇ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，ｂ ｕ ｔ ｌｓ ａ ｏ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｉａ ｒ ｌ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｒ ｅ ａ ｌ —
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要 ：以圆管带式输送机 的一 段桁架梁 为研 究对象 ，采用 Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｅ ｒ 建 立 了桁 架梁 的三维模 型 ，通过
Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ软件对桁 架梁结构进行静力分析 ，得 到桁架梁结 构的等效 应力 和位 移云 图 ，对桁架梁 的强度 和 刚度条件进行校核 ，并 以最 大等 效应力为约束 条件 ，对 桁架梁 的截 面角钢 进行尺 寸结构 优化 ，通 过相应 曲面 分