ansys实验报告-参考.pdf

机械设计学 实验报告实验班级：机设 05-7 班 指导教师：张小明 实验学生：机械与动力工程学院 机械设计实验室 1实验题目：实验题目：扳手零件的有限元强度分析专业 机械设计 班级 机 设 姓名 学号 实验时间 实验成绩 教师 张小明1、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。2、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 2000 以上版本的微机；2）ANSYS 6.0 以上版本软件4、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 软件对轴承座零件进行有限元分析五、实验报告1）以扳手零件为例，叙述有限元的分析步骤；一.改变工作名：单击菜单 Utilityilehang Jobname.在弹出的对话框的FILNAM文本框中输入Banshou,单击2.单击菜单 Main Menu Preferences.在弹出的对话框中选择tructural，单击23.单击菜单 Main Menu preprocessorelement typeAdd/Edit/Delete.在弹出的对话框中单击dd；在弹出的对话框的左侧列表中选择StructuralSolid,在右列表中选Quad 4node 42,单击Apply按钮；在右侧列表中选择Brick 8node 45,单击,单击Elementtypes对话框中的Close按钮34.定义材料特性：单击菜单 Main Menu preprocessorMaterial props Material Models.在弹出的对话框的右侧列表中依次双击Structural.Linear.Elastic.Isotropic,在弹出的对话框的文本框中输入 2.07e11,在PRXY文本框中输入.，单击，然后关闭上一级对话框 5.创建正六边形面：单击菜单 Main Menu preprocessorodelingCreateAreasPolygonHexagon.在弹出的对话框中，在，和adius文本框中分别输入，和.，单击46.改变视点：单击菜单tility MenuPlotCtrlPan Zoom Rotate.在弹出的对话框中，依次单击Iso,Fit.7.显示关键点，线号：单击菜单tility MenuPlotCtrlumbering.在弹出的对话框中将点号和线号打开，单击按钮8.单击菜单 Main Menu preprocessorodelingCreateKeypointsIn Active CS.在弹出的对话框中,在NPT文本框中输入 7,在X,Y,Z文本框中分别输入 0,0,0,单击Apply按钮;在NPT文本框中输入 8,在X,Y,Z文本框中分别输入 0,0,-200,单击Apply按钮;在NPT文本框中输入 9,在X,Y,Z文本框中分别输入 0,-75,-200,单击OK按钮.9.创建直线:单击菜单 Main Menu preprocessorodelingCreateLinesLinesStaight Line.在弹出的对话框中拾取关键点 7 和 8,8 和 9,创建直线,单击OK按钮.10.创建圆角:单击菜单 Main Menu preprocessorodelingCreateLinesLine Fillet.在弹出的窗口,分别拾取直线 7,8,单击OK按钮,在弹出的对话框的RAD文本框输入 1,弹击OK按钮.511.创建直线:单击菜单 Main Menu preprocessorodelingCreateLinesLinesStaight Line.在弹出的对话框中拾取关键点 1 和 4,单击OK按钮.12.将六边形面划分为两部分:单击菜单 Main Menu preprocessorodelingOperateBooleansDivideArea byline.弹出拾取窗口,拾取六边形面,单击OK按钮;再次弹出拾取窗口,拾取上一步在关键点 1 和 4 间创建的直线,单击OK按钮.13.拾取菜单 Main Menu preprocessorMeshingMeshTool.弹出如图 7-11 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 2,3,4,单击OK按钮,弹出如图 7-12 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 7,8,9,单击按钮,删除NDIV文本框中的 3,在SIZE文本框中输入 0.01,单击按钮.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(影射).单击Mesh按钮,弹出拾取窗口,拾取六边行面的两部分,单击OK按钮.14.拾取菜单 Utility MenuPlotLines.15.拾取菜单 Main Menu preprocessorodelingOperateExtrudeAreasAlong Lines.弹出拾取窗口,拾取六边形面的两部分,单击OK按钮,再次弹出拾取窗口,依次拾取直线 7,8,9,单击OK按钮.616.拾取菜单 Main Menu preprocessorMeshingClearAreas.弹出拾取窗口,拾取 z=0 的两个平面,单击OK按钮.17.拾取菜单 Utility MenuPlotElements.18.拾取菜单 Main Menu SolutionsDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Areas.弹出拾取窗口,拾取 z=0 的两个平面,单击OK按钮,弹出如图 7-13 所示的对话框,在列表中选择All DOF,单击OK按钮.719.拾取菜单 Main Menu SolutionsDefine LoadsApplyStructuralForce/MomentlOn Keypoints.弹出拾取窗口,拾取扳手长臂端面的六个顶点,单击OK按钮,弹出如图 7-14 所示的对话框,选择Lab为FZ,在VALUE文本窗口中输入-20,选择Lab为FX,在VALUE文本窗口中输入 100,单击OK按钮.20.拾取菜单 Main Menu SolutionsSolveCurrentLS.单击Solve Current Load Step对话框中的OK按钮.出现Solution is done!提示时.求解结束,即可查看结果.21.拾取菜单 Main Menu General PostprocDeformed Shape.弹出如图 7-15 所示的对话框,选种Def+undef edge(变形+为变形的模型边界),单击OK按钮,结果如下面所示.8二十二查看结果,用登高线显示 Von Mises 应力.拾取菜单 Main Menu General PostprocPlot ResultsContour Plot Nodal Solu.在弹出的对话框的Item Comp列表中选Stress,Von Mises stress,单击OK按钮.结果如下:92）对扳手零件有限元分析结果进行评价；通过实验,我们了解了 ansys 软件的应用,实验的结果与我们之前的想法基本一致.在扳手的弯曲出出现了应力最大,且整个零件在内侧应力较大,外侧较小;在扳手的柄部应力最小,跟部较大.六、思考题1）有限元单元的选取原则有哪些？1、单元的选取应与实际结构物的受力特征和几何特征相符 2、线性单元和高次单元的选取，应与计算所要求的精度和实体结构的曲率相符3、考虑结构的复杂性,选取不同类单元的组合 2）网格划分的原则有哪些？实验不同单元大小对计算精度的影响。1.兼顾计算精度与计算规模的同时，合理的选择网格数量。2.选择合适的网格疏密。3.根据结构特点，合理选择单元的阶次，合理划分网格的布局。4.合理选择网格的分界面和分界点。10 5.保证位移的协调性。单元格画得越细，实验计算的精度就越高，反之则越低。3）扳手应力云图所示应力集中处是否像估计的那样？如不一样，可能的原因是什么？实验得出的应力云图与估计的基本一致。如果不一样，可能是以下原因：1.材料定义不正确。2.网格划分不正确。3.定义载荷的形式不正确。