ANSYS有限元分析资料报告

有限元分析作业

作业名称轴类零件静态受力分析

姓名

学号

班级

题目：

图1

上图1为一个轴类零件模型。板的材料参数为：弹性模量E=200GPa,泊松比u=0.25：此模型在左侧表面施加固定位移约束，在右侧的右侧表面施加20Mpa的局部压力载荷。

题目分析：

此题是一个静态的受力分析，没有涉及到温度、膨胀系数之类，属于一个比较简单的受力分析。用solidworks软件绘制三维模型，并导入到ANSYS中，对其进行材料的设定，网格划分，施加约束、载荷并求解。

分析过程：

1.定义单位、文件名、储存路径及标题

定义工作文件名:执行File-Chang Jobname-3080611075

更改工作文件储存路径：执行File-Chang Directory-D:\ANSYS

定义工作标题：执行File-Change Tile-001

2.定义分析类型、单元格类型及材料属性

a)定义分析类型

GUI：Main Menu | Preference,如图2

图2

b)选择单元格类型

考虑到分析实体的结构相对复杂，选用中间节点的四面体单元，solid92，如图3

图3

c)定义材料属性，如图4

图4

3.建立模型并导入到ANSYS

a)在solidworks中建立三维模型（省略），另存为*.x_t格式。如图5

图5

b)将上述模型导入到ANSYS

执行File-Import—PRAR…—浏览上述模型，如图6

图6

4.网格划分：

a)考虑到零件的复杂性，采用智能网格划分，精度为1，其他选项为默认，如图7

图7

b)划分结果，图8

图8

5.约束加载

a)添加位置约束

Solution-apply-structural-displacement-on areas（对两小圆孔表面面进行约束），如图9

图9

b)添加载荷

Solution-define load-structural-press-on areas

在大圆孔左侧表面施加20Mpa的载荷（压力），如图10

图10 图11

c)求解

Solution-Current LS

图解

a)位移图解

Main Menu: General Postproc -> Plot Results -> Contour Plot-Nodal Solution—Displacement vector sum，如图11

图11

其中位移最大的节点是2124, 其数值如下图12：

2123 -0.10873E-04 0.95816E-07-0.81077E-07 0.10874E-04

2124 -0.11007E-04-0.54780E-07-0.85639E-07 0.11008E-04

图12

b)应力图解

Main Menu: General Postproc -> Plot Results -> Contour Plot-Nodal Solution—von Mises stress，如图13

图13

其中应力最大的节点是1400, 其数值如下图14：

1399 0.48174E+08 0.92384E+06-0.18997E+08 0.67171E+08 0.59756E+08

1400 0.48836E+08 0.27616E+06-0.19776E+08 0.68612E+08 0.61105E+08

1401 0.45827E+08 0.15004E+07-0.18950E+08 0.64777E+08 0.57355E+08

图14

结论

ANSYS具有强大而广泛的分析功能：广泛应用于结构、热、电磁、声学、流体等多物理场及多场相互耦合的线性、非线性问题。应用于各种工业领域如航空、

航天、汽车、军工、机械、电子、建筑、医疗等。但ANSYS在建模方面没有SW等专业建模软件方便、迅捷，当分析复杂三维图形时，可先在SW软件中完成建模，然后导入ANSYS中进行进一步分析。