ANSYS WORKBENCH 连杆建模
ansys workbench建模仿真技术及实例详解 -回复
ansys workbench建模仿真技术及实例详解-回复题目：ANSYS Workbench建模仿真技术及实例详解引言：ANSYS Workbench是一种强大的工程仿真软件，广泛应用于各个领域的工程设计和分析中。
本文将以ANSYS Workbench建模仿真技术为主题，详细介绍其基本原理、建模方法和实例应用，帮助读者更好地了解和掌握这一工具的使用。
第一部分：ANSYS Workbench基本原理1. ANSYS Workbench简介：介绍ANSYS Workbench的功能和应用领域。
2. ANSYS Workbench的工作流程：详细解释ANSYS Workbench的工作流程和各个模块的作用。
第二部分：ANSYS Workbench建模技术1. 几何建模：介绍ANSYS Workbench中的几何建模工具，包括创建基本几何图形、引入外部几何文件和几何修剪等操作。
2. 材料属性定义：讲解如何设置材料属性，并介绍常用的材料模型和参数的选取。
3. 网格划分：介绍ANSYS Workbench中的网格划分方法，包括自动划分和手动划分两种方式，并讲解网格质量的评估和改善方法。
4. 边界条件设置：讨论各种边界条件的设置方法，如固定边界条件、加载边界条件和对称边界条件等。
5. 求解器选择与设置：介绍ANSYS Workbench中常用的求解器选择和设置方法，包括静态求解和动态求解两种模拟方法，并讨论参数对求解结果的影响。
6. 后处理与结果分析：讲解ANSYS Workbench中的后处理工具的使用方法，包括结果显示、变量提取和结果比较等。
第三部分：ANSYS Workbench建模仿真实例1. 结构力学仿真实例：以某一结构件为例，详细介绍ANSYS Workbench 如何进行结构力学仿真分析，并分析结果。
2. 流体力学仿真实例：以某一管道流体流动为例，介绍ANSYS Workbench如何进行流体力学仿真分析，分析流体流动特性。
ANSYSWorkbench杆系（二）
ANSYSWorkbench杆系（二）在学习有限元理论时提到，我们要在离散区域单元节点上建立平衡方程，而实质就是用节点的位移表示节点上的力。
材料力学里面学过线弹性范围内，位移与力的关系表达为：胡克定律，F=KX。
因此节点上的平衡方程其实质也是胡克定律的表现。
这节学习主要是从有限元角度看看，杆件拉伸状态下，有限元求解有何不同。
有限元求解材料力学里面给出线弹性范围内的胡可定律F=KX，X表示位移，K表示结构刚度。
而我们清楚单杆拉伸时候，其伸长量的一种形式为Δ=FL/EA，将该式进行简单变形F=（EA/L）Δ，即也是用位移表达了力，这是胡克定律另外一种表现形式。
EA/L，表达的相当于刚度系数，一种衡量变形能力的量，Δ可以表达为两个对象之间的改变量，所以这种形式更适合于节点平衡方程的使用，究其本质还是胡克定律。
从一个例子说明杆拉伸计算过程，下面的过程仅仅是简单理解下，并不能作为有限元求解的标准过程。
杆件离散可以依据其几何特征，从连接处断开。
要注意不同的截面，不同的材料应该放在不同的单元里面。
上面的图示，可简单离散为三个节点连接的两个单元。
很明显要包含三个平衡方程的等式：上面几张图片简单的展示了有限元求解杆件拉伸问题的一个基本过程，可以简单理解为材料力学求解的矩阵化。
例子是曾老师书籍上摘取的，感谢老师以及制作电子档的同学，这里引用下。
之所以直接引用而不是自己编辑，一来该编辑过程不是重点，因为它并不符合有限元求解的标准流程。
二来，我们要的是它的结果部分。
重点看下面这张图，此为今天要说明的重点问题，也是以后在零基础学习其他有限元问题需要掌握的基础。
要注意一个重点：能够推导整个流程自然是极好的，但零基础阶段更应该掌握的节点力平衡方程的依据以及刚度矩阵的最终样子。
这副图片是上面最后一幅图的变形模式，仅仅做了一个简单移项和指定。
观察刚度矩阵，可见里面就只有两类元素：要么是0，要么是EA/L。
EA/L是我们材料力学里面胡克定律其中一种形式的刚度，可以理解为刚度系数，整个刚度矩阵由刚度系数与0组成，并且是一个对称矩阵。
ansys workbench建模仿真技术及实例详解 -回复
ansys workbench建模仿真技术及实例详解-回复什么是ANSYS Workbench建模仿真技术，以及提供一个实例来详解。
ANSYS Workbench建模仿真技术是一种集成在ANSYS软件平台下的先进仿真建模工具。
它能够提供全面的、高精度的仿真分析，用于解决各种工程问题。
ANSYS Workbench能够模拟并分析结构力学、流体动力学、热传导和电磁场等各种物理现象，它是一个功能强大且灵活的工具，可用于设计优化、性能评估和故障诊断等应用。
ANSYS Workbench的优势之一是其集成的工作环境。
它提供了一个统一的界面，允许工程师能够轻松地建立多物理场的模型、设置边界条件、进行网格划分以及执行仿真分析。
这个集成环境大大提高了工作效率，减少了因为转换格式而产生的错误和不一致性。
ANSYS Workbench还具有高度可扩展性。
它支持多种不同类型的分析，并且可以与其他工具和软件集成。
这使得工程师能够根据他们的特定需求，选择合适的分析方法和模型。
此外，ANSYS Workbench还可以通过添加插件和自定义脚本等方式进行扩展和定制化，以满足用户需求。
下面以一个实例来详细说明ANSYS Workbench建模仿真技术的应用。
假设我们要设计一个汽车的底盘，我们希望通过仿真分析来优化其刚度和强度。
首先，我们需要建立一个底盘的三维几何模型。
可以使用ANSYS SpaceClaim软件来创建几何模型，然后将其导入到ANSYS Workbench 中进行后续分析。
接下来，我们需要定义材料属性。
通过在材料库中选择合适的材料，并输入相应的力学参数，如弹性模量、泊松比和屈服强度等。
这些参数将用于定义底盘的材料行为。
然后，我们需要设定边界条件。
我们可以设定车轮的载荷、车身的支撑条件、底盘的连接方式等。
这些边界条件将用于约束和模拟底盘在实际工况下的受力情况。
接着，我们需要对几何模型进行网格划分。
ANSYS Workbench提供了多种网格划分工具，可以根据模型的复杂性和分析需求选择合适的网格类型和划分方法。
基于ANSYS_Workbench的曲柄摇杆机构刚柔耦合研究
基于ANSYS/Workbench的曲柄摇杆机构刚柔耦合研究发布时间：2022-08-08T08:14:01.550Z 来源：《科技新时代》2022年8期作者：谢兵飞[导读] 在现代化、机械化社会的发展背景下，机械设备正朝着轻质化、精密化的方向发展，现阶段，为了保证曲柄摇杆机构的质量能够满足机械设备的应用要求，应用ANSYS/Workbench有限元分析软件，对曲柄摇杆机构的刚柔耦合特性进行分析，明确其工作机理与优化方式，可以令曲柄摇杆机构更好地满足现代化机械设备的发展需要。
广东唯仁医疗科技有限公司 528051摘要：在对曲柄摇杆机构刚柔耦合性进行分析的过程中，本文先应用SolidWorks这一三维建模软件对曲柄摇杆机构进行了三维建模，然后将模型导入ANSYS/Workbench这一有限元分析软件中，对这一机构在实际工作过程中的变化情况进行了分析，然后建立了相应的有限元分析模型，从而得到了曲柄摇杆机构在某一时刻的变形与应力分布情况，以期能够给曲柄摇杆机构的后续优化带来启发。
关键词：ANSYS/Workbench；曲柄摇杆机构；刚柔耦合引言：在现代化、机械化社会的发展背景下，机械设备正朝着轻质化、精密化的方向发展，现阶段，为了保证曲柄摇杆机构的质量能够满足机械设备的应用要求，应用ANSYS/Workbench有限元分析软件，对曲柄摇杆机构的刚柔耦合特性进行分析，明确其工作机理与优化方式，可以令曲柄摇杆机构更好地满足现代化机械设备的发展需要。
一、基于ANSYS/Workbench的曲柄摇杆机构刚柔耦合研究意义曲柄摇杆机构作为用途极为广泛的一种平面连杆机构，主要由曲柄、摇杆相互铰链形成，在实际应用过程中能够实现连续回转与往复摆动两种动作间的相互转化，其中，曲柄为主动件，可以等速转动，摇杆为动作件，可以进行变速往返摆动，被广泛应用到了雷达天线俯仰机构、颚式破碎机构、牛头刨床进给机构等设备当中，并发挥了极为重要的作用，由于曲柄摇杆机构的运动精度会对机械设备性能产生直接影响，现阶段，为了保证曲柄摇杆机构的工作质量能够切实满足机械设备的实际需要，避免曲柄摇杆的刚柔耦合性质存在一定的问题，以ANSYS/Workbench为基础，对曲柄摇杆机构的刚柔耦合性质进行研究，并采用合适的方式，对其进行优化，已经成为切实提升曲柄摇杆机构质量，提升机械设备的运动精度降低，避免机械设备在使用过程中发生剧烈震动，影响设备工作质量，降低机械设备的使用寿命等问题，推动当前机械设备高质量发展的重要举措[1]。
基于ANSYS Workbench的发动机连杆优化设计
基于ANSYS Workbench的发动机连杆优化设计谢一荣;徐滕岗;朱建军【摘要】发动机连杆在工作过程中承受扭转应力,拉伸、压缩等交变裁荷,容易发生疲劳磨损、弯曲及断裂等失效形式.以标致206发动机连杆建立三维模型和有限元分析模型,根据连杆在发动机中进气、压缩、膨胀和排气4个冲程下受力情况对其进行静强度分析,测试在不同工况下的应力、应变大小及危险部位,找出连杆的薄弱位置并给出优化方案.通过对优化连杆的分析,验证优化方案有效可行,为发动机连杆的设计提供依据.【期刊名称】《东华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(041)004【总页数】5页(P527-531)【关键词】连杆;有限元;发动机;优化设计【作者】谢一荣;徐滕岗;朱建军【作者单位】上海工程技术大学机械工程学院,上海201620;上海工程技术大学机械工程学院,上海201620;上海工程技术大学机械工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】U464.133在汽车发动机中，曲柄连杆机构起着极为重要的作用，连杆将作用在活塞上的力传递给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，对外输出做功[1].连杆小头与活塞销连接，与活塞一起做往复运动，连杆大头与曲柄销相连接随曲轴一起做旋转运动[2].连杆是承受冲击载荷、传递动力的主要构件，其工作时承受扭转应力和拉伸、压缩和弯曲等交变载荷等复杂应力作用，工作环境极为恶劣[3].这种复杂的周期性交变载荷会引起连杆疲劳弯曲、磨损甚至断裂，从而导致极其严重的后果，因此，有必要对连杆进行有效的力学分析.一般情况下，通过弹性力学求解微分方程的基本方法难以对连杆的力学性能进行求解分析[4]，但是采用有限元分析方法可以有效避免求解微分方程.因此，通过有限元软件对发动机连杆进行有限元分析，可以有效求解连杆在工作过程中的力学性能[5].本文对标致206发动机平切口连杆进行三维实体建模，将模型导入到ANSYS Workbench对其进行静强度分析，测试连杆在4个冲程下的变形、等效应力与等效弹性应变，找出连杆在受力情况中的薄弱位置，并提出改进方案，为发动机连杆进一步优化提供依据.本文对发动机连杆进行三维实体建模，为了使分析结果精确、可靠，在进行有限元分析之前，有必要按照实体建立精确的模型，而连杆实体结构比较复杂，如果完全按照实体尺寸进行建模，导致在有限元分析中耗时过长.因此，本文考虑不影响分析结果的情况下对连杆进行细节部位的简化处理：(1) 连杆模型螺纹孔、润滑油孔和边缘倒角可以被合理忽略；(2) 连杆盖和连杆体之间用螺栓连接，在分析过程中可以看作一个整体.连杆实体模型如图1所示.2.1 模型材料定义连杆材料选择40Cr，材料属性如表1所示.根据表1的材料属性进行参数设置. 2.2 网格划分网格划分数量会直接影响计算数据精度和计算规模大小.本文在保证计算精度和计算时间的情况下合理划分网格，计算结果达到稳定值时停止细化网格[6-7].本文选择映射网格划分下8节点四面体网格，定义网格尺寸为0.002 m.划分网格后生成的连杆有限元模型有178637个节点、118547个单元，如图2所示.2.3 边界条件确定连杆在高温、高速工况下持续工作[8-9]，为使分析结果接近实际工况，本文根据连杆在气缸内的受力情况，在考虑环境温度的情况下选用进气、压缩、膨胀和排气4个工况对连杆计算分析.为限制连杆的刚体位移和转动，对其大头孔和小头孔施加全约束.连杆在工作过程中受到作用在活塞上的气体压力和曲柄连杆机构的惯性力，在每个循环中其受力和温度不断变化.因此，本文通过对连杆每个工况受力的计算分析使结果接近真实.(1) 气缸内工质作用力.作用在活塞上的气体作用力Fg等于活塞上下两面的气体压力差与活塞顶面积的乘积[10]，即：(2) 机构惯性力.连杆做复杂平面运动，把连杆质量mL换算成m1和m2.m1集中于连杆小头中心处，只作往复运动[11]，往复直线运动质量mj=mh+m1， mh为集中活塞销中心质量，mh=0.53 kg. m2集中于连杆大头中心，沿圆周做旋转运动，其不平衡回转质量mr=mk+m2， mk为曲拐换算质量， mk=0.63 kg.其往复惯性力Fj为旋转惯性力Fr为不同工况下连杆受力计算结果如表2所示.2.4 基于不同工况下有限元分析进气冲程终止，活塞运动至下止点，空气通过进气门吸入气缸，连杆在工作时只受轴向力作用，该力由发动机活塞面气体压力和活塞与连杆的惯性力引起.因此，在温度工况67 ℃下,选择连杆小头孔外侧表面施加气体压力和往复惯性力，选择大头孔外侧表面施加旋转惯性力，经过有限元分析后得到进气冲程终止时的连杆应力云图如图3所示.压缩冲程终止，活塞运动至上止点，缸内产生高温高压混合气体，连杆受到向下的缸内混合气体的压力、往复惯性力和旋转惯性力.设置温度为700 ℃，并选择连杆小头孔内侧表面施加混合气体压力和往复惯性力，连杆大头孔外侧表面施加旋转惯性力，经过有限元分析后得到压缩冲程终止时连杆的应力云图如图4所示.膨胀冲程终止，高温、高压混合气推动活塞运动至下止点.同进气冲程，选择连杆小头孔外侧表面施加气体压力和往复惯性力，选择大头孔外侧表面施加旋转惯性力，设置温度为2000 ℃工况，经过有限元分析后得到膨胀冲程终止时连杆的应力云图如图5所示.排气冲程终止，排气门打开，活塞运动至上止点，选择连杆小头内表面施加混合气体压力和往复惯性力，连杆大头孔施加旋转惯性力，经过有限元分析后得到排气冲程终止时连杆的应力云图如图6所示.在4个冲程工况下的应力、应变分析结果如表3所示.由连杆应力云图分析可知，连杆在工作状态中应力不断变化，在进气冲程和膨胀冲程中连杆大头孔横向中线处、连杆大头与杆身过渡连接处产生比较高的应力，在压缩冲程和排气冲程中连杆小头孔横向中线部位、连杆小头与杆身过渡连接处产生比较高的应力，在压缩终止时连杆小头变形明显，膨胀终止时连杆大头与杆身连接处产生较高的应力.因此，可以通过增加连杆大小头厚度及连杆大头倒角半径和小头与杆身连接处厚度来降低应变危险.通过上述分析设计优化方案，增加大头、小头与杆身的过渡圆角半径各为2 mm，增加连杆小头壁厚与小头厚各为2 mm.由于压缩工况和膨胀工况应变明显，在这两种工况下连杆优化前后的应力云图对比如图7和8所示，优化前后应力、应变对比如表4所示.本文采用静强度分析，对标致206发动机连杆建立有限元模型，并对其在进气、压缩、膨胀和排气4个工况下进行模拟分析，得出连杆应力、应变大小及危险位置，为连杆设计提供可靠依据.鉴于发动机连杆的实际工况，对在不同温度条件下的连杆在4个冲程中的受力进行计算分析，结果表明，应力主要集中在连杆大头、小头与杆身过渡的部位.在连杆优化设计中，连杆小头壁厚度与小头厚度各增加2 mm，大头、小头与杆身过渡圆角半径各增加2 mm，使得应力分布比较均匀，可有效提高发动机在工作时的稳定性，优化设计方案合理可行.徐滕岗(联系人)，男，副教授，E-mail:*************.cn【相关文献】[1] 刘显玉.汽车发动机连杆的有限元分析[J].机电设备,2005(3):9-11.[2] 胡小青.基于ANSYS Workbench的汽车发动机连杆力学性能分析[J].制造业自动化,2014(4):107-109.[3] 杨国旗,虞彪.基于ANSYS workbench的发动机连杆有限元分析[J].装备制造技术,2011(10):23-25.[4] 郭涛,杨晓.基于ABAQUS的连杆有限元分析[J].装备制造技术,2010(7):45-47.[5] 杨小兰,刘极峰,陈旋.基于ANSYS的有限元法网格划分浅析[J].煤矿机械,2005(1):38-39.[6] 王晓云,罗丹,任耿鑫.基于ANSYS的485Q型连杆动态特性分析[J].机械传动,2011(8):81-84.[7] 黄志新,刘成柱.ANSYS Workbench 14.0超级学习手册[M].北京：人民邮电出版社,2013.[8] ZHOU Q H,WANG Y Y,JI W.The finite element analysis of connecting rod of diesel engine[C]//2010 International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation.2010:870-873.[9] ZHENG B，LIU Y Q，JI L X. Finite element analysis and structural improvement of diesel engine connecting rod[C]//2010 Second International Conference on Computer Modeling and Simulation.2010:175-178.[10] 刘俞铭.汽车发动机设计生产新工艺新技术与质量检验标准规范实用手册[M].北京：北方工业出版社,2011.[11] 林学东.发动机原理[M].北京：机械工业出版社,2014.。
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ANSYS 分析汽车连杆
四设置材料的密度，杨氏模量和泊松比 1 再选中 Material Props 下拉菜单中的 Material Models， 在弹出的 菜单中，点 Favorites 点 Linear Static 点再点 Density，在对话框中输 入 7800（钢材密度），点 OK,再点 Linear Isotropic,在弹出的对话框中 依次输入 30e6,0.3，点 OK。如图:
ANSYS 分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ汽车连杆
2 点 General Postproc 下拉菜单 Plot Result,点 Deformed Shape,在弹 出的对话框中点【Def+undeformed】，然后点 OK。变形位移如图
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编辑整理：
尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对 文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（ANSYS 分析汽车连杆）的内 容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源 泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以 下为 ANSYS 分析汽车连杆的全部内容。
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4 点 General Postproc 下拉菜单 Plot Result，再点 Contour Plot,点 Nodal Solu，在弹出的对话框中点 Stress,再点 von Mises stress,然后 点 OK，应力分析如图
利用ANSYS软件进行动臂(四连杆)优化设计
三.利用ANSYS软件进行动臂（四连杆）优化设计3.1有限元模型建立装载机整机的有限元模型是主要是针对力作用的直接部件进行的，主要包括装载机机身上的转台、主要工作部件铲斗、带动铲斗动作的动臂、动力件油缸、以及运动件连杆和摇臂组成。
在实际建模过程中，通常要求设定材料的性能参数与母材相同，这样做的原因是要对各构件的焊接接头进行连续处理，更为重要的一点是为了在后续精力分析中可以有一个光顺的网格划分，在进行有限元模型的建立中，为了更快捷的进行后续计算，以不至于施加于计算机太多计算负荷，将其中不影响结果数据的螺纹孔、倒角等结构进行了移除。
组件几何模型如图3.1所示。
图3.1 工作装置几何模型根据实际情况定义相应材料的性能，包括：弹性模量e = 2.06×106pa，泊松比μ= 0.3，密度ρ= 7850kg / m3。
每个部件均由solid186单元模拟，接头处的销轴由beam188单元模拟，联接单元由销轴与轴套之间的运动关系模拟，而液压缸则由连杆单元模拟。
通过设置诸如截面积，弹性模量和密度之类的参数来实现对实际液压缸的仿真。
要求将元素尺寸控制在15mm〜20mm之内，并在销轴上局部细化网格，这可以提高计算精度。
最后，为了以危险的姿势获得工作装置的整个有限元模型，需要组装每个部件的有限元模型。
有限元模型包括266783个单元，其中包括266638个实体单元，142个梁单元，3个杆单元和444467个节点。
最后，如果装载机转盘需要完全约束，则应采用边界条件。
通过上述过程计算得出的切向和法向挖掘阻力将作为有限元模型中的外部载荷应用于铲斗尖端，如3.2所示。
图3.2 工作装置有限元模型及边界载荷3.2工作装置静强度分析结果据了解，装载机的材料为 q460c 钢，屈服极限为[ ]=235×106 Pa。
结果表明，工作装置的最大应力为802mpa，该应力发生在提升臂的上吊耳的铰孔和铲斗杆的油缸，远远超过了材料的屈服极限。
ansys（连杆）分析
2.50.51.80.31.0R1.4R0.4R0.7R45oSpline through six control points C L C LCrank pin endWrist pin end45o0.280.4 0.33 4.754.0 3.25Ansys 上机操作（第3次）Ansys 实体建模: 由底向上三维实体(连杆)分析实例操作步骤•用由底向上建模技术，练习建立汽车连杆几何模型。
并进行简单的模态分析！1.指定的工作目录，用“c -rod” 作为作业名，进入ANSYS.2. 创建两个圆形面:–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Circle > By Dimensions ... •输入RAD1 = 1.4 •输入RAD2 = 1 •输入THETA1 = 0•输入THETA2 = 180, 然后选择[Apply] •输入THETA1 = 45, 然后选择[OK] –或用命令: /PREP7PCIRC,1.4,1,0,180PCIRC,1.4,1,45,180结果以及操作过程可以查看下图：3. 打开面号:–Utility Menu > PlotCtrls > Numbering ...•设置面号为“on”, 然后选择[OK]–或用命令:/PNUM,AREA,1APLOT4. 创建两个矩形面:–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Rectangle > By Dimensions ...•输入X1 = -0.3, X2 = 0.3, Y1 = 1.2, Y2 = 1.8, 然后选择[Apply]•输入X1 = -1.8, X2 = -1.2, Y1 = 0, Y2 = 0.3, 然后选择[OK]–或用命令:RECTNG,-0.3,0.3,1.2,1.8RECTNG,-1.8,-1.2,0,0.3结果以及操作过程可以查看下图：5. 平移工作面位置(X=6.5):–Utility Menu > WorkPlane > Offset WP to > XYZ Locations +•回车后在输入窗口输入 6.5 ， [OK]–或用命令:WPAVE,6.56. 设置工作平面所在的坐标系为激活坐标系:–Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to > Working Plane–或用命令:CSYS,47.再创建两个圆形面:–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Circle > By Dimensions ...•输入RAD1 = 0.7•输入RAD2 = 0.4•输入THETA1 = 0•输入THETA2 = 180, 然后选择[Apply]•输入THETA2 = 135, 然后选择[OK]–或用命令:PCIRC,0.7,0.4,0,180PCIRC,0.7,0.4,0,1358. 在每一组面上分别进行布尔操作:–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > -Booleans- Overlap > Areas +•先选择左边的一组面, 然后选择[Apply]•再选择右边的一组面, 然后选择[OK]–或用命令:AOVLAP,1,2,3,4AOVLAP,5,69. 激活总体笛卡尔坐标系:–Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to > Global Cartesian–或用命令:CSYS,010. 定义四个新的关键点:–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > Keypoints > In Active CS …•第一关键点, X=2.5, Y=0.5, 然后选择[Apply]•第二关键点, X=3.25, Y=0.4, 然后选择[Apply]•第三关键点, X=4, Y=0.33, 然后选择[Apply]•第四关键点, X=4.75, Y=0.28, 然后选择[OK]–或用命令:K, ,2.5,0.5K, ,3.25,0.4K, ,4.0,0.33K, ,4.75,0.2811. 激活总体柱坐标系:–Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to > Global Cylindrical–或用命令:CSYS,112. 创建一条线（由一系列关键点拟合一条样条曲线）:–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Lines- Splines > With Options > Spline thru KPs +•顺序拾取如图形窗口所示的六个关键点, 然后选择[OK]•输入XV1 = 1 (总体柱坐标系，关键点1处的半径)•YV1 = 135 (总体柱坐标系，关键点1处的角度)•XV6 = 1 (总体柱坐标系，关键点6处的半径)•YV6 = 45 (总体柱坐标系，关键点6处的角度)•按[OK]–或用命令:BSPLIN,5,6,7,21,24,22,1,135,,1,45结果以及操作过程可以查看下图：13. 通过关键点1和18创建一条直线 :–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Lines- Lines > Straight Line +•拾取图形窗口所示的两个关键点, 然后选择[OK]–或用命令:LSTR, 1, 1814. 打开线号，显示线:–Utility Menu > PlotCtrls > Numbering ...•设置 Line numbers为“on”, 然后选择[OK]–Utility Menu > Plot > Lines–或用命令:/PNUM,LINE,1LPLOT15. 以预先定义的线6, 1, 7, 25 为边界创建一个新面:–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Arbitrary > By Lines +•拾取四条线 (6, 1, 7, 和 25), 然后选择[OK]–或用命令:AL, 6, 1, 7, 2516. 放大连杆左边部分:–Utility Menu > PlotCtrls > Pan, Zoom, Rotate …•拾取[Box Zoom]17. 创建三个线与线的倒角:–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Lines- Line Fillet +•拾取线 36 和 40, 然后选择[Apply]•输入RAD = .25, 然后选择[Apply]•拾取线 40和 31, 然后选择[Apply]•按[Apply]•拾取线 30和 39, 然后选择[OK]•按[OK]–Utility Menu > Plot > Lines–或用命令:LFILLT,36,40,0.25LFILLT,40,31,0.25LFILLT,30,39,0.25LPLOT18. 以预先定义的圆角为边界，创建一新的面:–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Arbitrary > By Lines +•拾取线 12, 10, 和 13, 然后选择[Apply]•拾取线 17, 15, 和19, 然后选择[Apply]•拾取线 23, 21, 和24, 然后选择[OK]–Utility Menu > Plot > Areas–或用命令:AL, 12, 10, 13AL, 17, 15, 19AL, 23, 21, 24APLOT19. 把所有的面加起来:–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > Add > Areas +•拾取[Pick All]–或用命令:AADD,ALL20. 选择Fit 使整个模型充满图形窗口:–Utility Menu > PlotCtrls > Pan, Zoom, Rotate …•按[Fit]21. 关闭线号和面号:–Utility Menu > PlotCtrls > Numbering ...•设置线号和面号为“ off ”, 然后选择[OK]–Utility Menu > Plot > Areas/PNUM,LINE,0/PNUM,AREA,0APLOT22. 激活总体笛卡尔坐标系:–Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to > Global Cartesian –或用命令:CSYS,023. 以X-Z 平面 (在 Y 方向) 为对称面，对面进行镜面反射:–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Reflect > Areas +•拾取[Pick All]•选择 X-Z平面, 然后选择[OK]–或用命令:ARSYM,Y,13至此，建模结果为：24. 把所有的面加起来:–Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > Add > Areas +•拾取[Pick All]AADD,ALL25. 关闭工作平面:–Utility Menu > WorkPlane > Display Workin g Plane–或用命令:WPSTYLE26. 存储并退出 ANSYS:–在工具条中拾取“SAVE_DB”–在工具条中拾取“QUIT”•选择“Quit - No Save!”•按[OK]–或用命令:SAVE这里，建模工作已经完成，并进行保存，图形为：FINISH/EXIT,NOSAVE。
基于ANSYS workbench的一种发动机连杆有限元分析
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Henan University of Science and Technology
谢谢!
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Henan University of Science and Technology
汽车现代设计方法 基于ANSYS Workbench的一种汽油机连杆 有限元分析
报 告 人：魏 专 业：车辆工程 学 号：
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连杆受力情况
在发动机工作时连杆作复杂的平面运动。连杆组主要受压缩、 拉伸和弯曲等交变负荷。在设计发动机连杆时。要保证连杆 具有足够的刚度和强度. 本发动机连,是利用CATIA软件建立连杆的三维模型，再将模 型再导入ANSYS workbench软件进行有限元分析，通过分析 得到了连杆在最大爆发压力作用下的应力情况。看所设计的 连杆是否满足要求. 以某一款车型的发动机连杆为参考,设本设计的连杆小端承 受的压力F=18346N
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分析流程操作
分析类型：静力分析
初步确定
单元类型：实体单元 模型类型：零件 建立、导入几何模型
前处理
定义材料属性 划分网格
求解
施加载荷和约束
求解
后处理
查看结果 得出结论 检验结3
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导入ANSYS Workbench的连杆三维模型
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约束
连杆工作时。其大端与轴承配合，小端90度范围内受到压 力或拉力的作用。故在有限元分析过程中，选取大端内表面 为夹紧约束。在小端的内表面上施加相应的载荷
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施加载荷
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连杆总变形图
基于ANSYSworkbench的汽车发动机连杆力学性能分析
第36卷 第2期 2014-02(下) 【107】收稿日期：2013-11-22作者简介：胡小青（1980 -），女，四川德阳人，讲师，硕士，研究方向为机械设计制造及其自动化。
基于ANSYS workbench 的汽车发动机连杆力学性能分析Mechanical properties analysis of motocar engine connecting rodbased on ANSYS Workbench胡小青HU Xiao-qing（四川工程职业技术学院，德阳 618000)摘 要：以汽车发动机用连杆为研究对象，建立了发动机连杆力学性能分析简化模型。
采用Ansysworkbench软件static structure模块，利用有限元分析法对发动机连杆模型进行模拟分析，得出了发动机连杆模型总变形、等效应力以及等效弹性应变分布。
结果显示，发动机连杆模型最大变形位于发动机小头顶部，最大等效应力位于发动机连杆与大头交接顶角处，为4.09×109Pa ，最大等效弹性应变与等效应力所处位置相同为0.02。
关键词：发动机连杆；Ansys workbench；有限元法；模拟分析；力学性能中图分类号：TG213 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2014)02(下)-0107-02Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2014.02(下).300 引言汽车发动机连杆是内燃机中的一个重要的结构零件，其作用是连接活塞和曲轴，将作用在活塞上的力传递给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，对外输出做功[1]。
连杆小头与活塞销相连接，与活塞一起做往复运动，连杆大头与曲柄销相连和曲轴一起做旋转运动[2,3]。
因此，连杆体除了上下运动外，还左右摆动，做复杂的平面运动[4]。
所以，连杆的受力情况也十分复杂，工作中经常受到拉伸、压缩和弯曲等交变载荷的作用[5]。
这种复杂的载荷容易引起连杆的疲劳破坏，甚至直接关系到操作人员的安全，从而造成严重的后果[6]。
ansysworkbench概念建模及计算(详解)及中英解释
概念建模（基础）及各命令中英解释快捷键：滚动鼠标滚轮缩放，按住鼠标滚轮不放移动鼠标旋转，ctrl+鼠标中键（滚轮）移动。
Shift+鼠标中键上下移动改变视图大小。
Ctrl+鼠标左键点选可选择不连续多个对象（可在绘图窗口直接选择或在设计树中选）。
绘图时（草图模式sketching下）选中某个对象按delete可删除该对象。
注意：概念建模中有梁，杆单元，概念建模完成后需要将模型文件与分析文件链接。
系统默认状态下这些代表梁杆单元的“线”不会被导入到分析文件。
所以，概念建模前，必须改变软件的设置。
主界面上找到“tool”，点击它，等一下出现这个窗口。
选择这个栏，点选这个，点击OK。
打开建模程序，选择毫米为单位。
在“XYplan”建立草图“sketch1”，切换到草图模式（点击上图左下角的“sketching”按钮）开始绘图。
绘制成上图所示的图形（可以自己决定绘图方式），回到模型界面（点击第一个图左下角的“modeling”按钮）。
在下图中找到按钮，点击，选择“line from point”选项。
出现下图中的。
按住ctrl，两个端点一组，选择下列四条线的端点：生成图中所示的绿色线条。
找到这个按钮，点击。
然后按上述步骤操作，选择下图所示的个点，要按住ctrl一个点挨着一个点选择一周。
生成十几条线段。
不能直接选择四个端点生成四条长线。
注意：将下图中的Operation改为Add Frozen。
这样将会生成数十条线段而不是将所有的线段生成一个整体的“line body”。
点击。
选择，点击，选择下拉菜单里的“face from edges”，按逆时针选择下图所示的四条线（都按照逆时针方向可以保证所生成的面朝向同一方向）。
点击。
生成这样的平面。
同样方法依次生成右边的四个框内的平面。
点击“concep”，选择菜单栏最先面的“cross section”，选择“T section”出现下面的窗口：修改尺寸左边的栏里出线这个：点击下图中的line body。
基于Ansys_Workbench的研磨仪连杆优化设计
2023年第47卷第6期Journal of Mechanical Transmission基于Ansys Workbench的研磨仪连杆优化设计况驰1,2李晶2胡俊峰1李卉2（1 江西理工大学机电工程学院，江西赣州341000）（2 广东顺德创新设计研究院，广东佛山528311）摘要为解决现有研磨仪连杆在设计使用年限内出现断裂失效的问题，对连杆进行了结构优化设计。
首先，对连杆所属曲柄滑块机构进行动态静力分析，求解出连杆在1个运动周期内受到的外力，以此作为后续连杆强度分析的理论依据；其次，使用Ansys Workbench完成连杆的静力学强度分析和疲劳强度分析，确定连杆失效是由于疲劳强度不足造成的；最后，以连杆质量最轻为优化目标，以满足疲劳强度要求为约束条件，使用响应面法对连杆进行优化设计。
优化设计确定了合适的过渡圆角半径、薄端圆环厚度和杆身宽度。
仿真结果表明，优化后连杆受到的极限拉伸等效应力最大值降低了58.7%，疲劳寿命增加了1.4倍，能够满足使用要求。
关键词连杆曲柄滑块机构动态静力分析有限元分析响应面优化设计Optimal Design of the Connecting Rod of Vibration Grinding Mills Based onAnsys WorkbenchKuang Chi1,2Li Jing2Hu Junfeng1Li Hui2(1 School of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China)(2 Guangdong Shunde Innovative Design Institute, Foshan 528311, China)Abstract In order to solve the problem of fracture failure of the existing vibration grinding mill connecting rod within the design service life, the structural optimization design of the connecting rod is proposed. Firstly, the kineto-static analysis is used to solve the external force applied to the crank-slider mechanism in one motion cycle, which is used as the theoretical basis for the subsequent strength analysis. Secondly, Ansys Workbench is used to complete the static strength analysis and fatigue strength analysis of the connecting rod. It is determined that the failure of the connecting rod is caused by insufficient fatigue strength. Finally, the response surface methodology is used to optimize the design of the connecting rod. The objective of the optimization is to minimize the mass of the connecting rod, and the optimized constraint is that the fatigue strength of the connecting rod meets the standard. This optimization design determines the appropriate transition fillet radius, thin end ring thickness and shaft width. The maximum tensile load equivalent stress of the optimized connecting rod is reduced by 58.7%, and the fatigue life is increased by 1.4 times. The optimized connecting rod meets the operation requirements.Key words Connecting rod Crank-slider mechanism Kineto-static analysis Finite element analy⁃sis Response surface optimization design0 引言广东顺德创新设计研究院为某公司研制了一款高通量研磨仪用于毛发研磨[1]。
基于ANSYS的汽车发动机连杆的有限元分析
基于ANSYS的汽车发动机连杆的有限元分析有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种应用数值计算方法的工程分析技术，可以用于解决各种工程问题。
在汽车发动机设计中，使用有限元分析可以帮助工程师了解和优化发动机组件的力学性能。
本文将基于ANSYS软件，介绍如何进行汽车发动机连杆的有限元分析。
一、建模和几何参数定义：在进行有限元分析之前，首先需要将连杆的几何形状转化为虚拟模型。
一般来说，使用CAD软件绘制连杆的草图，并根据设计要求对连杆进行几何尺寸和参数的定义。
对于汽车发动机连杆而言，常见的几何参数包括连杆长度、大端和小端直径、连杆的截面形状等。
在绘制草图时，应注意考虑到实际的工程要求和设计限制。
二、材料定义和材料力学参数：在有限元分析中，连杆的材料定义至关重要。
一般来说，连杆材料应具有优异的强度和刚度，以应对高速旋转和高温的工作环境。
一般常用的连杆材料包括铸铁、铝合金、钛合金等。
在模型中定义连杆的材料属性，常用的材料力学参数有弹性模量、泊松比、屈服强度和断裂韧性等。
这些参数将作为材料的基本力学性能指标，用于后续的有限元分析计算。
三、网格划分和单元选择：在进行有限元分析之前，需要将连杆的几何模型划分成一系列小的有限元网格。
这一步骤称之为网格划分。
在网格划分时，需要根据设计要求和实际需求选择适当的网格类型。
对于连杆而言，常用的网格类型有四面体网格、六面体网格和四边形网格等。
划分后的网格中的每个单元都将代表连杆的一个局部区域，通过对每个单元进行力学计算，可以得到连杆在整个工作过程中的承载能力和应力分布情况。
四、加载和边界条件定义：在有限元分析中，需要对模型施加适当的加载和边界条件来模拟实际工作情况。
对于汽车发动机连杆而言，常见的加载和边界条件有定常和动态载荷、热载荷和流体载荷等。
例如，在连杆的大端和小端分别施加适当的载荷，以模拟发动机工作时的受力情况。
同时，还需要定义边界条件，如固定轴承的位置，以模拟实际组装情况。
ansys workbench 建模15
3. 对第二条对第二条 WS8.1-7
1
2
从草图1创建线体[Main Menu] > Concept> Lines FromSketches4. 从树形目录中选择 “Sketch1 ”（必要时在XYPlane附近点击“+ ”扩展 分支） ， 并点击
“>Details>Apply ”， 使其作为基
DM 打开后 ， 根据提示选择“mm ” 作为长度单元
• Project Page>Component Systems>Geometry
• 根据需要点击 “>Look At ” 、“>Zoom to• Fit ” 工具以及按钮三角坐标处ISO球
• 1 . 将光标放在原点附近直到 “P ” 出现，• 点击后拖动鼠标定义矩形
• 在XY平面上创建一个矩形• [Sketch] > Rectangle
1
如图所示标注矩形为600X300mm[Sketch] >Dimension >General水平长度 = 600mm竖直长度 = 300mm将草图充满窗口 并移动尺寸到
合适的位置
添入2条竖直线 ， 并 像图中所示标注尺寸[Sketch] > Draw >Line2. 将光标放在最上面 的线附近 ， 直到出现“C ”共线约束 。移动光标到底线直 到出现“C ”， 同时出现竖 直约束的“V ”。
接下来将要创建梁 之间的面 。这些面 将作为壳单元在有限元仿真中划分网 格。[Main Menu] >Concept>SurfacesFrom Edges按住ctrl键选择右图 所示的4条线 。（或 者按住鼠标左键扫
过这些线进行选取
)
表面体。注意： 一个冻结面体就生成了 ， 它是以选定的直线为边界重复前面的步骤 ， 再创建两个表面体“>Generate ”
基于ANSYS_Workbench_的发动机曲轴有限元分析
Modeling and Simulation 建模与仿真, 2023, 12(2), 1605-1611 Published Online March 2023 in Hans. https:///journal/mos https:///10.12677/mos.2023.122149基于ANSYS Workbench 的发动机曲轴有限元分析姚梦灿1，王笑含2，胡方旭11上海理工大学机械工程学院，上海 2上海航天设备总厂有限公司，上海收稿日期：2023年2月13日；录用日期：2023年3月23日；发布日期：2023年3月30日摘要本文对某型大功率V10发动机曲轴进行静力学分析。
首先在Pro/Engineer 中建立该发动机曲轴的三维模型，由于实际情况中，发动机曲轴始终在进行极为复杂的运动，所以对模型和受力受载荷简化，降低运算难度。
然后在ANSYS Workbench 中进行有限元分析，得到该发动机曲轴的应力和应变情况，最大应变为0.026187 mm ，最大应力为60.786 Mpa 。
最后我们得出该发动机的危险区域为连杆轴靠近曲拐处。
关键词发动机曲轴，ANSYS Workbench ，静力学分析Finite Element Analysis of Engine Crankshaft Based on ANSYS WorkbenchMengcan Yao 1, Xiaohan Wang 2, Fangxu Hu 11School of Mechanical Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 2Shanghai Aerospace Equipment Manufacturer Co., Ltd., ShanghaiReceived: Feb. 13th , 2023; accepted: Mar. 23rd , 2023; published: Mar. 30th , 2023AbstractIn this paper, a static analysis of a certain type of high-power V10 engine crankshaft is carried out. First, establish a three-dimensional model of the engine crankshaft in Pro/Engineer. Since the en-gine crankshaft is always performing extremely complex movements in actual conditions, the model and the force and load are simplified to reduce the computational difficulty. Then perform姚梦灿 等finite element analysis in ANSYS Workbench to get the stress and strain of the engine crankshaft. The maximum strain is 0.026187 mm and the maximum stress is 60.786 Mpa. Finally, we conclude that the dangerous area of the engine is that the connecting rod shaft is close to the crank.KeywordsEngine Crankshaft, ANSYS Workbench, Statics AnalysisCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言发动机是一辆汽车的心脏，它负责将然后燃烧的内能转化为动能传输给汽车的其他部件，使得汽车能正常的运转[1] [2]。
连杆有限元分析ansys workbench
数据一（二维）
三、两种结构对比分析
数据二（三维）
最大应力：143.45MPa 最小安全系数：4.5286
最大应力：128.66MPa 最小安全系数：4.5819
3.1总结
• 结论：通过表四可以看出，当各尺寸相同时，二 维和三维的数据会有一些变化，其中，最小安全 系数相差不大，没有多少变化，都能达到设计要 求；而二维的最大应力超过了材料的许用应力， 三维的最大应力达到了设计要求，因此，在相同 的条件下，二维连杆较三维连杆的效果差，三维 模型更能符合设计要求，满足强度和设计安全系 数。
数据一
3.3、不同尺寸三维模型云图
数据二
数据三
3.4、不同尺寸三维模型数据
数据一
数据二
数据三
1.小头外径：R9.5 2.大头外径：R20 3.过渡圆角：R2 4.大头圆心与小头圆心的 距离：77mm 5.夹角：40度（小头与杆 身）
Nodes：2312 Elements：272
最大应力：191.01MPa 最小安全系数：2.551
• b.采用三维结构对图示连杆进行强度分析，与二 维结构分析结果进行比较。
• c.对结构进行参数化研究与目标驱动的优化设计
连杆简化模型的几何形状
完成该分析应掌握的CAE任务
• 1.DM模块草绘，建立新平面，冻结体 • 2.DS模块，模型参数的建立，分析不同的接触类
型， 3.网格的划分（整体+局部），载荷和约束的施加 • 4.查看应力，应变，接触结果及安全系数 • 5.DS模块中优化模型，并适时更新 • 6.DX模块参数化研究及目标驱动的优化 • 7.FE Model的查看 • 8.结果出图，多窗口对比分析
连杆几何参数在目标驱动前的特性 连杆杆长的特性
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ANSYS WORKBENCH 11.0建模实例——连杆建模
一、打开ANSYS WORKBENCH 11.0的方法。
步骤：开始→所有程序→ANSYS11.0→Ansys Workbench(如图一所示)
图一启动Ansys Workbench
二、启始页的设置。
图二启动Ansys Workbench的界面
第一排的按钮是分别新建一个Ansys Workbench的工程、建模（DM）、模拟（DS）、网格划分（Mesh）、AUTODYN。
下部分就是打开已有的文件，通过下拉表单可以打开不同类型的文件
图三OPEN的下拉表单
今天我们是讲Ansys Workbench11.0的建模实例，点图二中的①”geometry”，进入建模界面。
三、设置单位。
图四设置单位
这个实例都是以毫米单位，所以在单选按钮中选中“Millimeter”。
四、进入草图界面，绘制模型草图。
步骤一：选中XYPlane。
步骤二：切换到XYPlane正视面。
步骤三：进入绘图环境，选择绘制长方形的工具。
步骤四：绘制草图。
图五绘制的草图
步骤五：修改尺寸，进入“demensions”。
修改后的尺寸数据如图所示：
五、生成实体。
步骤一：返回到Modeling界面。
步骤二：选中XYPlane下的sketch1，选中后图形视窗的草图线变成黄色。
步骤三：选中“extrude”拉伸按钮。
步骤四：设置拉伸的参数，其他的不变，只修改”Depth”这一项，修改为“10”，也是就是说
杆拉伸的厚度为“10”。
步骤五：生成实体，点击“generate”按钮。
步骤六：观查连杆。
在特征树上可以看到多了一个extrude2和solid。
图六连杆实体
六、创建连杆中间的孔。
步骤一：创建一个新的平面。
①、选中连杆的一个面作为新建平面的基准，面选中后，被选中的面就会变为深绿色。
②、以选中的面作为基准面新建一个平面。
③、生成平面。
点击“Generate”生成一个新的平面。
④、切换到新建平面的正视图。
图七新建平面的正视图
步骤二：绘制孔的草图。
①、进入到草图绘制界面。
②、进入“Draw”工具栏里，选中画圆工具。
③、画圆。
④、对圆进行定位，切换到“Dimensions”对圆定位。
参数如图示：
步骤三：拉伸为孔。
这里的步骤可以参考（五、生成实体）的步骤，选中Plane4中的Sketh2。
然后再点击“extrude”拉伸按钮。
①、“Operation”要选择为“Cut Material”。
②、“Extent Type”要选择为“Through All”。
③、生成孔，点击“generate”按钮。
七、整个连杆的建模就完成了。
最后保存。