Ansys课程设计-内六角扳手
实例01-内六角扳手静力分析
分析步骤
1
2、定义新建平面属性
A DL W 班 3D YS D 修 DL NS L3 A D 研 D D 3 Y 班 3 S 级 L L D N 修 D A 高 3D D 研 3 班 3 L DL 级 L D 修 D D 3D 高 D 3 研 3 班 化 L L D 级 D 修 字 D D 3 高 3 L 研 L DD 化 DL 级 D D L3 字 3D 高 3 数 L DL 化 D 维 3D D 字 3 三 L
步骤4:创建静力学分析并进入Simulation分析模块
分析步骤
2
拖入
3双击
1
双击
A DL W 班 3D YS D 修 DL NS L3 A D 研 D D 3 Y 班 3 S 级 L L D N 修 D A 高 3D D 研 3 班 3 L DL 级 L D 修 D D 3D 高 D 3 研 3 班 化 L L D 级 D 修 字 D D 3 高 3 L 研 L DD 化 DL 级 D D L3 字 3D 高 3 数 L DL 化 D 维 3D D 字 3 三 L
分析步骤
步骤3:创建几何模型 创建加载位置 4 3、创建矩形
1
2
A DL W 班 3D YS D 修 DL NS L3 A D 研 D D 3 Y 班 3 S 级 L L D N 修 D A 高 3D D 研 3 班 3 L DL 级 L D 修 D D 3D 高 D 3 研 3 班 化 L L D 级 D 修 字 D D 3 高 3 L 研 L DD 化 DL 级 D D L3 字 3D 高 3 数 L DL 化 D 维 3D D 字 3 三 L
分析步骤
步骤6:划分网格
内六角扳手Ansys分析实例
内六角扳手的静力分析与优化设计陈晨力学与工程学院,结构2010-01班,20104336【摘要】本文中,将采用一个内六角扳手的静力分析为例来具体说明Ansys的典型分析过程,包括模型建立,划分网格,施加载荷和边界条件,求解以及后处理等。
通过二维拉伸生成三维模型,分两步加载,查看两种载荷下六角形扳手的等效Von Mises应力;对六边形扳手进行应力校核,看其等效Von Mises应力是否小于200MPa。
假如校核不满足,在不改变六角形尺寸和载荷的前提下,如何优化扳手的结构,使其满足设计要求。
【关键词】扳手,应力校核,优化,荷载步分析1. 问题描述内六角扳手在日常生产生活当中运用广泛。
本例选取的扳手其实体模型如图1 所示,先受1000N的力产生的扭矩作用,然后在加上200N力的弯曲,分析目的是算出在这两种外载作用下扳手的应力分布。
扳手的详细参数如下:截面宽:10mm,正六边形边长为5. 8 mm;形状:正六边形杆长:7.5cm手柄长:20cm倒角半径:1cm弹性模量:2. 07×1011Pa向下的面力:20N斜向上的面力:100N图1 六方孔扳手的几何尺寸2. 建立模型完整的前处理过程包括:设定分析模式;定义单元类型和实常数;定义材料属性;建立几何模型;划分有限元网格。
下面就结合本实例进行介绍。
本实例中选取的应力单位为Pa ,力单位为N,长度为m。
2.1选择分析模式选取菜单项 Main Menu|Preference ,将弹出 Preference of GUI Filtering(菜单过滤参数选择)对话框,如图。
选中Structural复选框,以便 Ansys的主菜单设置为与结构分析相对应的菜单选项。
图2 选择分析模式2.2 定义单元类型在进行有限元分析时,首先应根据分析问题的几何结构,分析类型和所分析的问题的精度要求等,选定适合分析实例的有限元单元类型。
本例中选用8节点实体单元(Solid-Brick 8node45 )。
内六方扳手的受力分析
0.015 LSTR,1,4 ASBL, 1, 10
What model is the following figures?
Under what conditions? The steady loads The fixed dject to be studied: elastic body
Elemental volume
1. 标示工作名(To set a job name) 2.定义分析类型(To define the analysis type) 3.选择单元类型(To define the element types ) 4. 定义材料性能(To define material properties) 5. 建立几何模型和有限元模型(To build the model) 6. 施加载荷(To apply loads) 7. 求解(To obtain the solution) 8. 查看结果(To review the results)
④划分网格(Generate Area Mesh ) a)
b)
⑤由2D网格拖出3D扳手体(Drag the 2-D Mesh to Produce 3-D Elements)
案例8的分析过程 (The analysis process of the case No.8)
6. 施加载荷和求解(Apply loads and obtain the solution)
The procedure for a static analysis in ANSYS
Which 4 tasks do consist of in the procedure for a static analysis ?
ansys
第8例 静力学问题的求解实例—扳手的受力分析 1[本例提示] 介绍了利用ANSYS 进行空间问题静力学分析的方法、步骤和过程。
28.1 问题描述 3图8-1a 所示为一内六角螺栓扳手,其轴线形状和尺寸见图8-1b ,横截面为一外接圆半径4为10 mm 的正六边形,拧紧力F 为600 N ,计算扳手拧紧时的应力分布。
5 8.2 分析步骤 68.2.1 改变工作名 7拾取菜单Utility Menu →File →Change Jobname 。
弹出图8-2所示的对话框,在“[/FILNAM]” 8文本框中输入EXAMPLE8 ,单击“Ok ”按钮。
98.2.2 过滤界面 10拾取菜单Main Menu →Preferences 。
弹出图8-3所示的对话框,选中“Structural ”项,单11 击“Ok ” 按钮。
12 a) b)图 8-1 扳手图 8-2 改变工作名对话框第8例 静力学问题的求解实例—扳手的受力分析 67图 8-4 单元类型对话框8.2.3 创建单元类型 13拾取菜单Main Menu →Preprocessor →Element Type →14Add/Edit/Delete 。
弹出图8-4所示的对话框,单击“Add ”按钮;15弹出图8-5所示的对话框,在左侧列表中选“Structural Solid ”,16在右侧列表中选“Quad 4node 42”, 单击“Apply ” 按钮;再17在右侧列表中选“Brick 8node 45”, 单击“Ok ” 按钮;单击图188-4所示的对话框的“Close ”按钮。
198.2.4 定义材料特性 20拾取菜单Main Menu →Preprocessor →Material Props →21Material Models 。
弹出图8-6所示的对话框,在右侧列表中依次22双击“Structural ”、 “Linear ”、“Elastic ”、“Isotropic ”,弹出图238-7所示的对话框,在“EX ”文本框中输入2e11(弹性模量),24在“PRXY ” 文本框中输入0.3(泊松比),单击“Ok ” 按钮,25然后关闭图8-6所示的对话框。
静力学问题的求解实例—扳手的受力分析
a)
b)
图 5-54 扳手
5.3.2 分析步骤
一、在 WINDOWS“开始”菜单执行 ANSYS →Workbench。 二、创建项目 A,进行结构静力学分析,如图 5-55 所示。
⑴拾取。 ⑵拾取。常规材料。
⑺拾取。关闭 Engineering Data。
⑸拾取 。保存修改。
⑵保存工程。
⑶拾取 。允许修改。
别如图 5-66、图 5-67 所示。
10.作切片图观察模型内部的结果情况,如图 5-68 所示。
11.查询固定约束处的支反力大小,如图 5-69 所示。
12.退出 Mechanical。
13.在 ANSYS Workbench 界面保存工程。
⑵拾取。
⑹拾取。
切片图
⑺拾取;等轴测视图。
⑶画剖切位置线。
⒄拾取两直线。
图 5-58 画路径线
⑻拾取。生成。
⑶拾取。扫略轮廓。 ⑹拾取。扫略路径。
⑼拾取。退出。 ⑵拾取扫略特征按钮。
⑷拾取“Apply”。 ⑸拾取。出现 “Apply”按钮。
⑺拾取“Apply”。
⑴拾取。等轴测视图。
图 5-59 扫略
五、建立有限元模型,施加载荷和约束,求解,查看结果。 1.因上格数据(A3 格 Geometry)发生变化,需刷新数据,如图 5-60 所示。 2.双击图 5-60 所示项目流程图 A4 格的“Model”项,启动 Mechanical。 3.为几何体分配材料,如图 5-61 所示。 4.划分单元,如图 5-62 所示。 5.在扳手长臂端面施加集中力载荷,如图 5-63 所示。 6.在扳手短臂端面施加固定约束,如图 5-64 所示。
《ANSYS Workbench 18.2 机械工程应用实践》
第9例扳手的受力分析
创建的直线,单击“OK”按钮。
第九例 静力学问题的求解实例——扳手的受力分析
9.2 .12 将六边形面划分成2部分
第九例 静力学问题的求解实例——扳手的受力分析
9.2 .13 划分单元 拾取菜单Main Menu- Preprocessor- Meshing-MeshTool,弹出如 图9-11所示的对话框,单击“Size Controls”区域中“Lines ”后面的 “Set”按钮,弹出拾取窗口,拾取直线2, 3和4,单击“OK”按钮, 弹出如图9-12所示的对话框,在“NDIV”文本框中输入3,单击 “Apply”按钮;再次弹出拾取窗口,拾取直线7、 9和8,单击“OK'’ 按钮,删除"NDIV”文本框中的3,在“SIZE”文本框中输入0.01,单 击"OK”按钮。 在图9-11所示对话框中的“Mesh ”区域,选择单元形状为 “Quad”(四边形),选择划分单元的方法为“Mapped”(映射),单击 “Mesh”按钮,弹出拾取窗口,拾取六边形面的两部分,单击“OK” 按钮。
第九例 静力学问题的求解实例——扳手的受力分析
9.2 .6 改变视点
拾取菜单Utility Menu-PlotCtrls-Pan Zoom Rotate,在所弹出的
对话框中,依次单击"Iso”、 "Fit”按钮,或者单击图形窗口右侧显 示控制工具条上的侧按钮。
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。
有限元作业一带孔平板圆孔应力集中分析。二内六角扳手静力分析。三弹簧质量阻尼系统受谐载荷响应分析
学号:S2*******程序版本:ANSYS 10作业一:带孔平板圆孔应力集中分析问题描述:如右图所示,一个承受单向拉伸的无限大板,在中心位置有一个小圆孔。
材料属性为弹性模量a P E 6101⨯=,泊松比为0,拉伸的均布载荷Pa p 7101⨯=,平板厚度mm t 1=。
ANSYS 10 分析步骤:1. 定义工作文件名:Utility Menu>File>Change Jobname>输入Plate>OK2. 定义工作标题:Utility Menu>File>Change Title>输入The Ansysis of Plate withsmall Circle>OK3. 重新显示:Utility Menu>Plot>Replot4. 设置系统单位制:命令输入窗口,输入命令/UNITS,SI 并回车5. 设置计算类型:ANSYS Main Menu>Preferences>选Structural>OK6. 选择单元类型:ANSYS Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delte>Add>选Solid Quad 4node 42>OK>Options>K3:Plate Strs w/thk>OK>Close7. 定义实常数:ANSYS Main Menu>Preprocessor>Real Constants> Add/Edit/Delte>Add>OK>在THK 输入1 >OK>Close8. 定义材料特性:ANSYS Main Menu>Preprocessor>Material Props> Material Models>双击选Structural>双击Linear>双击Elastic>双击Isotropic>在EX 输入1e6,PRXY 输入0>OK>点击“X”关闭9. 生成平面方板:ANSYS Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By2 Corners>输入WP X:0 WP Y:0 Width:10 Height:10 >OK10. 生成圆孔平面:ANSYS Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>SolidCircle>输入WP X:5 WP Y:5 Radius:1 >OK11. 布尔运算生成孔:ANSYS Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Areas>选方板>点OK(Multi Entities 窗)>OK(Subtract Areas 窗) 选方板>点NEXT>OK(Multi Entities 窗)>OK(Subtract Areas 窗)12. 网格划分:ANSYS Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshTool>Size Control:Global>set>在NDIV 输入6>OK> MeshTool> Mesh>Pick All>Close(Warning)> Close(MeshTool)13. 施加约束:(1): ANSYS Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>OnNodes>点选结构左侧所有节点>OK>Lab2 DOFs:UX,VALUE:0>OK (2):ANSYS Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>On Nodes>点选结构左下侧(0,0)节点>OK>Lab2 DOFs:UX,UY,VALUE:0>OK14. 施加均布载荷:ANSYS Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Pressure>OnLines>点选结构右侧所有节点>OK>VALUE:-1E7> OK>Close15. 分析计算:ANSYS Main Menu>Solution>Solve>Current LS>OK>Yes>Close>关闭文字窗16. 结果显示:ANSYS Main Menu>General Postpro>Plot Results>Deformed Shape>点选Def+undeformed>OK> Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu>选Stress 选von Mises stress>Def+undeformed Model>OK17. 退出系统图1 带孔平板变形形状的结果图2带孔平板应力分布的结果作业二:内六角扳手静力分析如右图所示,截面宽度为10mm的内六角扳手,在手柄端部施加扭转力100N,以及垂直向下的力20N,分析在两种载荷的作用下扳手的应力分布。
内六角扳手-ANSYS APDL-静力学分析-命令流
内六角扳手静力学分析命令流一六方孔螺钉头用扳手,在手柄端部加斜向上的面力100N。
然后加向下的面力20N。
相关参数如下:截面宽:10mm,正六边形边长为5.8mm;形状:正六边形杆长:7.5cm手柄长:20cm 弯曲半径:1cm 弹性模量:2.07×1011 Pa 向下的面力:20N斜向上的面力:100Nfini/cle/TITLE,jinglifenxi-banshou !*/NOPRKEYW,PR_SET,1KEYW,PR_STRUC,1KEYW,PR_THERM,0KEYW,PR_FLUID,0KEYW,PR_ELMAG,0KEYW,MAGNOD,0KEYW,MAGEDG,0KEYW,MAGHFE,0KEYW,MAGELC,0KEYW,PR_MULTI,0/GO!*/COM,/COM,Preferences for GUI filtering have been set to display: /COM, Structural!*/units,si*AFUN,DEG*SET,EXX,2.07E11*SET,HIGH,0.01*SET,L_SIDE,HIGH*TAN(30)*SET,L_SHANK,0.075*SET,L_HANDLE,0.2*SET,BENDRAD,0.01 *SET,L_ELEM,0.0075 *SET,NO_DIV_SIDE,2 FINISH/PREP7!*ET,1,MESH200!*ET,2,SOLID185!*KEYOPT,1,1,6 KEYOPT,1,2,0!*/REPLOT,RESIZE!* MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,EXX MPDATA,PRXY,1,,0.3 RPOLY,6,L_SIDE,K,7,0,0,0,K,8,0,0,-L_SHANK,K,9,0,L_HANDLE,-L_SHANK, GPLOT/VIEW,1,1,1,1/ANG,1/REP,FAST/PNUM,KP,1/PNUM,LINE,0/PNUM,AREA,0/PNUM,VOLU,0/PNUM,NODE,0/PNUM,TABN,0/PNUM,SV AL,0/NUMBER,0!*/PNUM,ELEM,0/REPLOT!*/PNUM,KP,1/PNUM,LINE,1/PNUM,AREA,0/PNUM,VOLU,0/PNUM,NODE,0/PNUM,TABN,0/PNUM,SV AL,0/NUMBER,0!*/PNUM,ELEM,0/REPLOT!*LSTR, 7, 8LSTR, 8, 9!*LFILLT,7,8,BENDRAD, ,SA VEFLST,5,6,4,ORDE,2FITEM,5,1FITEM,5,-6CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_Y!*LESIZE,_Y1, , ,NO_DIV_SIDE, , , , ,1!*MSHAPE,0,2DMSHKEY,1!*!*AMAP,1,1,3,5,!*ESIZE,L_ELEM,0,LPLOTFLST,8,3,4FITEM,8,7FITEM,8,9FITEM,8,8VDRAG, 1, , , , , ,P51X EPLOTFLST,2,22,5,ORDE,2 FITEM,2,1FITEM,2,-22ACLEAR,P51X/UI,MESH,OFFASEL,S, , , 1LSEL,S,EXTNSLL,S,1NPLOTFINISH/SOLFLST,2,12,1,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-12!*/GOD,P51X, , , , , ,ALL, , , , ,ALLSEL,ALLALLSEL,ALLEPLOTNSEL,S,LOC,X,L_SIDE/2,L_SIDE NSEL,R,LOC,Y,l_handle,l_handle-3*l_elem NPLOT!**GET,MINY,NODE,,MNLOC,Y, , , ,!**GET,MAXY,NODE,,MXLOC,X, , , ,*SET,PRESV AL,100/(HIGH*(MAXY-MINY)) FLST,2,20,1,ORDE,14FITEM,2,248FITEM,2,-250FITEM,2,257FITEM,2,259FITEM,2,289FITEM,2,-291FITEM,2,314FITEM,2,-316FITEM,2,414FITEM,2,-416FITEM,2,439FITEM,2,-441FITEM,2,564FITEM,2,-566/GOSF,P51X,PRES,-PRESV ALEPLOTALLSEL,ALL/PSF,PRES,,2LSWRITE,1,*SET,PRESDOWN,20/(L_SIDE*(MAXY-MINY)) NSEL,s,LOC,Z,-(L_SHANK+HIGH/2)NSEL,R,LOC,Y,L_HANDLE,L_HANDLE-3*L_ELEM NPLOTFLST,2,4,1,ORDE,3FITEM,2,257FITEM,2,414FITEM,2,-416/GOSF,P51X,PRES,PRESDOWNALLSEL,ALLEPLOTLSWRITE,2,LSSOLVE,1,2,1,FINISH。
有限元法基础讲稿-第15讲新
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
ANSYS 入门
结构线性静力分析示例
6、创建关键点 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create> Keypoints> In Active CS 在关键点号码一栏中输入“7”,单击”Apply”,则默认关键 点的“X,Y,Z”坐标值为“0,0,0”(图4-63 )。继续在关键点号 码一栏中输入“8”,在“X,Y,Z”坐标值一栏相应地输入“0 ,0,-L_SHANK”, 单击”Apply”。继续在关键点号码一栏 中输入“9”,在“X,Y,Z”坐标值一栏相应地输入“0, L_HANDLE,-L_SHANK”,并单击”OK”关闭对话窗口。
图4-57 六方孔螺钉头用扳手简图
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
ANSYS 入门
结构线性静力分析示例
1、定义工作文件名和工作标题
Utility Menu>File>Change Jobname :“wrench” ,选择【 New log and error files】复选框。 Utility Menu>File>Change Title :“Static Analysis of an Allen Wrench” 。 Utility Menu>Plot>Replot
图4-65 【Angle of Rotation】对话窗口
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
ANSYS 入门
结构线性静力分析示例
7、创建直线
Utility Menu>PlotCtrls>Numbering,进入图形编号对话框。 选中关键点复选框使其处于“On”状态。同样,选中直线复 选框使其处于“On”状态。单击”OK”。
ANSYS入门—六方扳手的静力分析
12.求解
选择菜单MainMenu —Solution — Solve — Current LS,单 击“Solve Current Load Step”对话框的“OK”按钮
出现“Solution is done!”提示时,求解结束。
13.查看结果
(1)查看结果,显示变形 选择菜单Main Menu —General Postproc — Plot Results — Deformed Shape,弹出如图对话框。
选中“Def+undef edge”,单击“OK”按钮。
扳手的变形图
(2)查看结果,用等高线显示Von Mises应力
选择菜单 Main Menu— General postproc — Plot Results — Contour Plot — Nodal Solu,弹出对话框。在列表框中分别选择 “Stress”“Von Mises SEQV ”,单击“OK”按钮。
(3)在再次弹出的窗口中,拾取直线7、8、9,单击“OK”
(4)删除“NDIV”文本框中的3,在“SIZE”文本框中 输入0.01,单击“OK”按钮。
(5)在“Mesh”区域,选择单元形状为“Quad”(四边形), 选择划分单元的方法为“Mapped”(映射),单击“Mesh”按 钮
划分单元工具对话框
选择菜单Main Menu-Preprocessor-Material Props-Material Models.在对话框右侧列表框中依次选中 “Stuctural”“Linear”“Elastic”“Isotropic”
材料模型对话框
弹出对话框, 在“EX”文本框中输入2e11(弹性模量), 在“PRXY”文本框中输入0.3(泊松比), 单击“OK”按钮,关闭材料模型对话框。
ANSYS大作业扳手有限元分析
弹性力学与有限元法扳手有限元分析[摘要]运用 ANSYS 软件中参数化语言设计与蒙特卡罗法相结合的随机有限元法,以扳手为研究对象,选择扳手的多种设计参数和作用载荷为随机变量,在假定的统计分布情况下进行扳手的强度可靠性分析。
运用增量求解的非线性有限元分析方法,采用扩展的拉格朗日算法和库仑摩擦模型计算扳手中的摩擦接触问题,得到了扳手应力应变精确的数值解,通过分析发现该产品应力应变不均布,存在应力集中区域,而其余不少区域应力和应变较小,材料富余。
应用UG NX对扳手进行三维建模,基于ANSYS有限元分析平台下显示静力学模块(Static Structural)建立扳手静力学模型,对扳手进行应力分析和变形量分析。
经分析计算,找出设计结构齿根断裂破坏原因,从而对原结构进行改进。
[1]关键词:扳手;有限元法;ANSYS;引言扳手是一种常用的安装与拆卸工具,是利用杠杆原理拧转螺栓、螺钉、螺母和其他螺纹紧持螺栓或螺母的开口或套孔固件的手工工具。
扳手通常用碳素或合金材料的结构钢制造。
蒙特卡罗法亦称统计模拟方法,是 Metropolis 在第二次世界大战期间提出的用于研究与原子弹有关的中子输运过程的一种方法。
该方法目前已经广泛应用于多种学科对随机过程的统计模拟,如计量过程中不确定度的评定和分析、高等数学中数值积分和规划问题的求解、实验探测器的模拟以及数值分析、工程结构的可靠性及灵敏度分析等。
[2]采用蒙特卡罗法对大量的随机过程进行建模以及仿真模拟分析,可以使复杂的随机问题得到解决。
特别是计算机的出现,通过计算机软件使大量繁琐运算通过计算机得以完成,大大提高了蒙特卡罗方法的应用范围和工作效率。
[3]1 扳手模型建立在UG NX中建立扳手模型,UG NX版本太高,ANSYS不能直接识别其文件,需要另存为Step格式。
图1 在UG NX 中绘制的扳手模型2 在ANSYS Workbench 中建立工程文件2.1 打开Static Structural在Geometry 中导入Step 文件,打开Model 选项。
六角板手在向下载荷作用下应力分析
中原工学院2012-2013-2《有限元基础》大作业姓名:学号: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=20 N。
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“Utility Menu>File>Change Title”。
2、输入“Static Analysis of an Allen Wrench”并按“OK”。
2 设置单位1、点击“ANSYS Input window”右下角。
2、输入“/UNITS,SI”命令然后按回车。
注意在“ANSYS Input window”的输入行上方出现了这个命令。
3、选择“Utility Menu>Parameters>Angular Units” 出现“Angular Units forParametric Functions”对话框。
4、在其中选择“Degrees DEG”。
5、按“OK”。
3 定义参数1、选择“Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters”。
出现“Scalar Parameters”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‘smodulusis2.07E11PaW_HEX .01 Widthofhexacrossflats=.01mW_FLAT W_HEX*TAN(30) Widthofflat=.0058mL_SHANK .075 Lengthofshank(shortend).075mL_HANDLE .2 Lengthofhandle(longend).2mBENDRAD .01 Bendradius.01mL_ELEM .0075 Elementlength.0075mNO_D_HEX 2 Numberofdivisionsalonghexflat=2TOL 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。
扳手ansys大报告
江苏科技大学(张家港校区)有限元与CAE分析报告专业:机械设计制造及其自动化班级:一班学号:1245*******姓名:杨****指导教师:范****实习时间:2015.12.92015年12月30日扳手的受力分析一、问题提出如图所示为一内六角螺栓扳手,其轴线形状和尺寸如图所示,横截面是一个外接圆直径为10mm的正六边形,拧紧力F为600N,计算扳手拧紧时的应力分布。
二、建模步骤1 定义工作文件名依次单击Utility Menu>File>Change Jobname,在出现的对话框中输入:BANSHOU,在“New Log and error files”处选中“yes”,单击“OK”。
2 过滤界面拾取菜单 Main Menu>Preference,弹出如图所示对话框,选中“Structural”项,单击“OK”按钮。
3 定义单元类型依次单击Main Menu>Preprocessor>Elementtype>Add/Edit/Delete,出现对话框,单击“Add”,出现一个“Library of Element Type”对话框,。
在“Library of Element Type”左面的列表栏中选择“Structural Solid”,在右面的列表栏中选择“Quard 8node 182”,单击“Apply”按钮;再在右侧列表中选“Brick 8node 185”,单击“OK”按钮,最后单击如图所示中的“Close”按钮。
4 设置材料属性依次单击Main Menu>Preprocessor>MaterialProps>Material Modes,出现“Define Material ModelBehavior”对话框,在“Material Model Available”下面的对话框中,双击打开“Structural>Linear>Elastic>Isotropic”,出现对话框,输入弹性模量EX=2E11,泊松比PRXY=0.3,单击“OK”。
Ansys应用举例2
3.考虑计算机容量、速度限制。当计算机容量较大,速度较快 时,可选用较复杂的计算模型。反之只能选用较简单、近似程 度较大的计算模型。 总之,对同一种结构,它的计算模型并不是唯一的,可以 有许多不同的计算模型,应综合考虑各种因素的影响来决定。
二、ANSYS 结构静力学分析
静力分析计算在固定不变的载荷作用下结构的反应,它不 考虑惯性和阻尼的影响,如结构受随时间变化载荷的情况,但 它可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的影响(如重力和离 心力),以及那些可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷(如 通常在许多建筑规范中所定义的等价静力风载和地震载荷)。
建立各种结构的计算模型时,应考虑以下几个问题: 1.考虑结构的特点。如塔式起重机的塔身、臂架是由杆件 组成的,根据其结构特点,总是选用杆结构计算模型。而汽车 起重机的大梁、转台主要由钢板焊接而成,则可选用板架计算 模型或板杆组合计算模型。 2.考虑计算精度的要求。在初步设计阶段,计算精度要求 较低时,可选取一个较简单、近似较大的模型。在完成设计对 结构进行验算校核时,则选取一些与实际结构更为接近、简化 较少的计算模型。如对于载重车的车架设计,在初步设计确定 截面时,可以把车架简化为空间框架结构,纵横梁均取为梁单 元。而最后校核时,则可按实际结构全部选用板单元,验算各 连接点的局部强度等。
ansys扳手实验报告
《机械系统设计》实验报告实验班级:机制08-6指导教师:张小明实验学生:樊松战实验时间:2010.12.03机械与动力工程学院机械设计实验室实验题目:扳手零件的有限元强度分析一、实验目的1 熟悉有限元分析的基本原理和基本方法;2 掌握有限元软件ANSYS的基本操作;3 对有限元分析结果进行正确评价。
二、实验原理利用ANSYS进行有限元静力学分析三、实验仪器设备1 安装windows XP的微机;2 ANSYS11.0软件。
四、实验内容与步骤1 熟悉ANSYS的界面和分析步骤;2 掌握ANSYS前处理方法,包括三维建模、单元设置、网格划分和约束设置;3掌握ANSYS求解和后处理的一般方法;4 实际应用ANSYS软件对六方孔螺钉头用扳手进行有限元分析。
五、实验报告1)以扳手零件为例,叙述有限元的分析步骤;答:(1)选取单元类型为92号;(2)定义材料属性,弹性模量和泊松比;建立模型。
先生成一个边长为0.0058的六边形平面,再创建三条线,其中z向长度为0.19,x向长度0.075,中间一段0.01的圆弧,然后把面沿着三条线方向拉伸,生成三维实体1如题中所给形状,只是手柄短了0.01;把坐标系沿z轴方向平移0.01,再重复作六边形面,拉伸成沿z轴相反方向的长为0.01的实体2;利用布尔运算处理把实体1和2粘接成整体。
(4)划分网格。
利用智能网格划分工具划分网格,网格等级为4级。
(5)施加约束。
在扳手底部面上施加完全约束;(6)施加作用力。
在实体2的上部面上施加344828pa(20/(0.01*0.0058))的压强,在实体2的下部面的临面上施加1724138pa(100/0.01/0.0058)的压强;(7)求解,进入后处理器查看求解结果,显示应力图。
2)对扳手零件有限元分析结果进行评价;答:结果如图所示:正确的显示出了受力的最大位置及变形量,同时给出了各处受力的值,分析结果基本正确,具有一定的参考意义。
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设置三维网格单元类型
Preprocessor-Modeling-Create-Elements-Elem Attributes
选择单元类型TYPE为SOLID 185单元
设置三维网格尺寸
Preprocessor-Meshing-Size Cntrls-ManualSize-Global-Size
在对话框中输入LSMIN值为 1,LSMAX值为2,然后单击 对话框中的OK按钮,开始求 解
求解结果
由于求解控制中选择了几何 非线性,即大变形选项,因 此求解时将弹出非线性求解 对话框,同时在图形显示区 中显示非线性求解的收敛曲 线
小结
至此,加载求解部分已经全部结束,下面的部分是后处理部分。
后处理
创建图元组
Select-Comp/Assembly-Create Component
在对话框上方的Cname 中输入组的名称为 BOTAREA,在下方的 Entiny栏选择Areas
设置网格划分密度
Preprocessor-Meshing-Size Cntrls-ManualSize-Lines-Picked Lines
在屏幕中拾取线条8和9
输入圆倒角半径RAD的值 为0.01
剖分六边形
Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Divide-With Options-Area by Line
首先选择屏幕中的六边形面, 单击对话框中的OK按钮,接 着选取六边形中由1、4关键 点连接而成的编号为7的线。 单击对话框中的OK按钮,弹 出选择对话框,如图13所示。 在对话框中设置KEEPL一栏 为Kept选项,表示在切分面 后保留中间切分的线。
选取该界面是为了施加端部 约束边界条件
施加约束条件
Solution-Define Loads-Apply-Structural-Displacement-On Nodes
选择对话框中的All DOF选 项,然后输入位移值VALUE 为0,单击对话框中的OK按 钮,为扳手施加上位移约束
调整显示控制
查看反作用力
General Postproc-List Results-Reaction Solu
在对话框中通过选择All items选项,列出所有的反 作用力项
列表查看
在文本窗口的最后一行显示 了各个方向上反作用力的合 力结果,与加载的100N的力 相等
查看第二个载荷步的计算结果
General Postproc-Read Results-Next set
设置网格属性
Preprocessor-Meshing-Mesher Opts
在对话框中选择Mapped映 射网格选项
为六边形平面划分网格
Preprocessor-Meshing-Mesh-Areas-Mapped-3 or 4 sided
单击拾取对话框中的Pick All 按钮,选择全部面进行网格 划分
查看三维空间网格
Plot-Elements
通过扫掠生成的体单元
删除二维网格
Select-Comp/Assembly-Select Comp/Assembly
选择对话框中前面所创建的BOTAREA 图元组,然后单击对话框中的OK按钮, 完成选择并关闭对话框。 选择主菜单中的Preprocessor-MeshingClear-Areas命令,弹出面拾取对话框, 单击对话框中的Pick All按钮,完成删 除所有平面网格的操作。
在Basic选项卡中设置 Analysis Options为Large Displacement Static选项, 设置求解终止时间为1;并设 置Number of substeps为3
写入载荷步
Solution-Load Step Opts-Write LS File
在对话框中输入载荷步文件 的编号为1
2.建立模型;
3.划分有限元网格。 下面结合本例进行介绍。本例选取的单位 均为国际单位,应力单位为Pa,力单位 为N,长度为m。
Preprocessor
定义单元
Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete
在本例中,我们要 通过创建平面单元 来辅助创建六面体 单元,由于划分网 格时必须要指定单 元类型,因此需要 首先指定一个平面 单元。
后处理一般包括:
1.从求解结果中读取数据
2.对计算结果进行列表显示
3.对计算结果进行图形化显示
4.进行各种后续分析
General Postproc
查看第一个载荷步的计算结果
General Postproc-Results Summary
选择主菜单中的General Postproc-Read ResultsFirst Set命令,读取第一个 载荷步的结果。
将坐标原点处的坐标提 示符号置于图形显示区 的左上角
调整旋转视角
PlotCtrls-View Settings-Angle of Rotation
输入视角旋转角度THETA 的值为90度,旋转轴Axis 选择全局坐标的X轴,即 Global Cartes X选项。
图元编号
将关键点KP和线LINE编 号显示设置为On状态
问题分析
这是一个相对简单的结构线性 静力学分析问题,可以按照一 般的分析思路进行。 给出了材料的屈服极限,则问 题的本质变为求解该构件在工 作时的最大应力,然后与屈服 极限比较,判断其是否安全的 问题。
前处理
加载求解
后处理
前处理
首先进行前处理,前处理一般包括: 1.定义单元类型、实常数和材料属性;
PlotCtrls-Symbols
在对话框中设置使用箭头表 示压强
选取受力结点Βιβλιοθήκη Select-Entities
由于在手柄上施加的力仅仅 作用于手柄末端的某一侧, 为了能够更真实的模拟使用 情况,必须通过选择一侧节 点进行压力的施加,而不是 简单的是假在整个手柄上。
查看选取的结点
Plot-Nodes
输入变量名为minyval,然 后选择Current node set中 的Min Y coordinate选项 输入变量名为maxyval,然 后选择Current node set中 的max Y coordinate选项
换算压强
Parameters-Scalar Parameters
在对话框下输入 PTORQ=100/(0.01*(maxyv al-minyval))算式
在对话框上方,选择对象为Lines,选择 方式为Exterior,然后单击对话框中的 Apply按钮。 前面这步所做的是选择图元组,即六边 形的轮廓线。 在图元选择对话框中,重新选择选取对 象为Nodes,选择方式为Attached to,然 后选择Lines All选项。 单击对话框中的OK按钮,这个步骤拾取 了附属于所选择线上的节点,即在六边 形边界上的所有节点。
施加压强载荷
Solution-Define Loads-Apply-Structural-Pressure-On Nodes
单击对话框中的Pick All按钮, 选择所有节点施加压强 在对话框中VALUE处输入上 一步换算出来的压强值变量 PTORQ
设置求解控制
Solution-Analysis Type-Sol’n Controls
查看应力云图
整个构件的应力云图
查看最大应力位置
Plotctrls-Pan Zoom Rotate
应力最大位置位于扳手弯角 内侧
设置等高线
PlotCtrls-Style-Hidden-Line Options
选择应用菜单中的 Workplane-Offset WP by Increments命令,弹出偏移 工作平面对话框。 在该对话框中坐标偏移值处 输入(0,0,-0.067),既让工作 平面沿Z轴反向平移0.067米, 移动到弯角位置 设置/TYPE栏为Capped hidden选项,/CPLANE栏 为Working plane选项
从反作用力求解结果中看到, 第二个载荷步中对应于FX方 向的100N的力不变,并加入 了FZ方向的20N的力
查看应力云图
General Postproc-Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu
选择Stress组中的Stress intensity选项;同时选择显 示方式为Deformed shape with undeformed edge
正六边形的边长是 通过高度为1cm换 算出来的近似值。
创建沿路径的关键点
Preprocessor-Modeling-Create-Keypoints-In Active CS
在对话框中输入关键点编号NPT为7, 坐标为(0,0,0),然后单击对话框中的 Apply按钮。 继续输入关键点8的坐标(0,0,-0.075), 单击Apply按钮。
在网格尺寸SIZE栏中输入三 维网格尺寸值为0.0075 该尺寸大小的设置根据分析 需求而定,并没有固定的取 值
生成三维模型
Preprocessor-Modeling-Operate-Extrude-Areas-Along Lines
依次选择编号为8、10和9的 三条组成扳手中心线路径的 线段 注意要按顺序选择
Ansys课程设计
内六角扳手的受力分析 工程力学13-3 李昊 1316020305
目录
问题描述
问题分析
前处理 加载求解 后处理
工程力学13-3 李昊
结论
材料参数
工作情况
在使用过程中,首先受 到一个横向的100N的 力,随着螺钉的紧固, 在保持前一个力的同时, 再加上一个20N的垂直 压力。材料屈服极限为 200MPa。
为了避免前面创建的平面网 格对计算的影响,需要首先 将其删除