基于ANSYS的动臂塔式起重机臂架系统有限元装配参数化建模

基于M L 9N 9的动臂塔式起重机臂架系统

有限元装配参数化建模

滕儒民!，高顺德!，王欣!，喻乐康"，付英雄"

（%$大连理工大学!机械工程学院，辽宁!大连!%%’"!8!$长沙中联重工科技发展股份有限公司，湖南!长沙!*

%""%8）!摘要"!针对动臂塔式起重机臂架系统有限元分析工况多#建模繁杂的问题$结合<>?的装配参数化技术提出了基于>B A X A 的有限元装配参数化建模的方法%设计人员只需建立臂架部件的参数化模型$然后采用该方法根据工况参数装配臂架部件就可获得任一工况下的臂架系统有限元模型$避免了建模过程中的重复性工作$提高了效率%最后给出算例验证了方法的正确性和可行性%

!关键词"!动臂塔式起重机&参数化&>

)?/!中图分类号"(1!%8$8!!!!文献标识码"+!!!!文章编号"%""%,--*.#!""#$%%,""#*,"*

Q 1*1,"-*$.1##",3+/,’2"+$&%-".@&$K

0"’(-@"-’)"*.*1&"3’’,#/

#-",31#"2’&M L 9N 9(I B Q =3,P 74$Q >@A H 34,V 6$:>B Q.74$X 1/6,N F 4O $D 1X 74O ,‘7^4O

动臂塔式起重机!见图%"作业时具有多种臂架的组合方式$以适应不同的起升高度和作业幅度%在对塔机臂架进行有限元分析时$通常的做法是分别建立不同作业工况下的臂架有限元模型$然后进行分析%由于每个作业工况对应的臂架长度#仰角和臂架组合方式不同$因而每分析一种工况都需重新建模$工作量大%

随着<>?领域引入参数化思想提高模型的重用性和适应性$参数化思想也开始应用在有限元建模中%其原理可概括为’利用有限元软件提供的参数化建模语言!主要是>B A X A 的>)?/语

言"编写有限元分析流程文件$通过修改该文件中模型变量的数值来实现有限元参数化建模%目前国内的有限元参数化建模均是针对某一产品$

如船舶结构(%)#管系结构(!

)等$根据该类产品的特

性提出相应的编写参数化有限元分析流程文件的方法%有的还结合高级编程语言$如K +#K <等开发出专用程序自动更改分析文件中的模型变量值

)%对于动臂塔机臂架系统$采用目前已有的参

数化建模方法只能实现部件的参数化$如果工况参数!臂架的长度#仰角或组合形式"发生了变

图4!动臂塔机简图

化$仍需重新建模%本文将<>?领域装配参数化的技术引入臂架系统有限元建模中$利用>B A X A 的

!收稿日期"!""#9"’9"L

!通讯地址"滕儒民，大连理工大学机械工程学院

>)?/语言#先建立臂架部件的参数化模型#然后将臂架部件按照工况要求进行装配#实现了臂架系统有限元模型的装配参数化$

4!有限元装配参数化建模的基础

有限元装配参数化建模是建立在部件参数化模型的基础上#因此在进行有限元装配参数化建

模以前#先要构建它的基本单元%部件有限元参数化模型$塔机臂架由各种臂节通过销轴连接而成#故将臂节作为部件#先建立各臂节的参数化模型$臂节包括根节&标准节&顶节#塔机的各类臂架均由这三种臂节组合而成$以某塔机动臂为例#其各臂节结构如图!所示$

图6!动臂各臂节示意图

!!建立臂节参数化有限元模型的方法如下’

!%"定义臂节的装配基点#以便装配臂架时对臂节定位$选定>B A X A 工作平面的坐标原点为臂节的装配基点#用!%#&#’#&"表示基点的尺寸约束$其中%&&&’表示基点在全局坐标系中的坐标值#&表示位于基点的工作平面%’面与水平面的夹角$以基点为模型的坐标原点开始建模$

"按照自底向上的顺序建立模型$先根据坐标建立点#再由点连线&由点生成面$臂节首尾点的坐标作为输入变量直接获得#连接首尾点生成线#用工作平面切分线即可生成其它点$

"按坐标位置提取点操作!由点连线&由点生成面"$当臂节的腹杆数目改变#腹杆两端点的编号也会随之改变#按点的位置提取该点操作比直接用点的编号操作参数化程度更高$

"运用组件技术$分别将需施加载荷和约束的点&臂节间的连接点&拉板铰点对应的点&单元类型相同的点编为组件#操作组件进行建模和物理特性的分派$

!-"生成臂节有限元模型对应的(图块)$在完成建模和网格划分后#将建立的臂节有限元模

型导出#供臂架装配时读入$

6!有限元装配参数化建模的方法

动臂塔式起重机臂架系统的装配主要是单一臂架装配$实现装配参数化的难点是装配过程中各部件如何自动定位#并且装配接口尺寸能随动改变以适应相应的装配基件尺寸$将在<>?装配

参数化中广泛应用的变量关联&几何关联技术**

+与

>B A X A 的>)?/语言相结合就可解决上述难点#实现有限元装配参数化建模$

654!单一臂架装配

单一臂架通过改变臂架标准节的个数来改变臂架的长度#建模时各臂节依次通过公共节点连接$以上述动臂为例#设动臂根节&顶节长度为

3%&3!,根节&标准节高度>%&>!,宽度?%&?!,顶节为变截面#其两端高度分别为>8%&>8!#宽度分别为?8%&?8!,各类标准节个数!8P 节&’P 节和%!P 节"分别为/%&/!&/8,根节&标准节&顶节的装配基点坐标变量!%%#

&%#’%#&%"&!%!#&!#’!#&!"&!%8#&8#’8#&8"

$根据各臂节的装配顺序#将以上各变量进行变量关联#即建立如下的函数关系’

%!Y %%Z 3%&!Y &%’!

Y ’%

&!Y &*+,

%!!%8Y %%Z 3%Z /%R 8"""Z /!R ’"""Z /8R %!"""&8Y &

%’8

Y ’

&8Y &*+,

%>8%Y >!Y >%?8%Y ?!Y ?%

当根节的装配基点坐标值和仰角改变时#根据以上函数关系其它臂节仍可与根节正确对接$

7!算例

根据上述方法以(<=’"--98!动臂塔式起重机为例#建立了参数化有限元模型#进行了如表%所示工况的参数化有限元建模和分析$有限元模型中用梁单元模拟臂架杆件#板单元模拟臂架加强板#钢丝绳和拉板用杆单元构建$对臂架根部

铰点及变幅拉板根部铰点处施加相应的位移约束和角约束$臂架所承受的载荷以节点载荷方式施加于臂架头部的节点处$臂架自重在有限元计算中根据所给杆件的特性直接计算得出#乘以臂架起升冲击系数%$%#并自动施加在杆件上$有限元模型如图8#计算结果如图*%&所示#应用上述有限元装配参数化的方法#实现了不同臂长&不同仰角下主臂的有限元分析$

表4!臂架有限元计算工况

工况%

工况!工况8工况*臂长’P ’!’!-’$L -’$L 臂架仰角’!d "L ’-’$-L ’-!$#起重量’C !*%*$-!L %*$#吊具自重’C %$%%$%%$%%$%风载荷’C "$**

"$**

"$*

垂直载荷’C %$!-R !!*Z %$%"Y 8%$*%$!-R !%*$-Z %$%"Y %#$-%$!-R !!L Z %$%"Y 8’$*%$!-R !%*$#Z %$%"Y !"侧向载荷’C %$!-R !!*Z %$%"C F 4!d Z "$**Y %$-%$!-R !%*$-Z %$%"C F 4!d Z "$**Y %$%

%$!-R !!L Z %$%"C F 4!d Z "$*Y %$&

%$!-R !%*$#Z %$%"C F 4!d Z "$*Y %$%

拉板与臂架夹角’!d

"L $&%!$##$L %*$*拉板截面积’P P

%**"

图7!有限元模型!D 6,"

=!结语

本文把<>?领域的装配参数化技术与>B A X A 提供的>)?/语言相结合#提出了有限元装配参数化建模的方法$运用该方法有效地解决了动臂塔式起重机臂架系统任一工况下有限元模型参数化的问题#提高了有限元建模的效率#节省了时间$并为其它产品的有限元参数化建模提供了新思路$

图=!有限元计算结果

图>!臂架头应力云图

图D !工况7有限元计算结果

图:!工况=有限元计算结果

!参考文献"

#%$操安喜$基于>B A X A 的船舶结构有限元计算模板的研

究与应用$武汉理工大学%!""*$

#!$张庆峰%谢禹钧%李翔$基于>B A X A 二次开发的管系

结构应力分析系统#2$$机械设计与制造%!""’%8$#8$马国栋%刘刚$基于K <与>)?/一体化的空间整体

结构参数化建模与计算#2$$武汉理工大学学报%!""*%’$

$何援军%曹金勇%李强$基于参数化零部件的自动装配设计#2$$计算机辅助设计与图形学学报%!""%$#-$王鹰宇%姚进%成善宝$基于>B A X A 环境的参数化有

限元建模#2$$机械!""8%*$

#’

$单泉%余思佳%雷毅$基于模块化的智能装配设计研究#2$$设计与研究%!""-$

#&$杨秀萍%王鹏林$基于>B A X A>)?/语言的零件参数

化有限元分析#2$$设计与研究%!""-%%%$

#L $张清卫$基于>B A X A 的钢框架结构优化设计研究与软

件开发$天津大学%!""*$

##$王金诺等$起重运输机金属结构#;$$北京&中国铁

道出版社%!""!$

#%"$博弈创作室$>)?/参数化有限元分析技术及其应用

实例#;$$中国水利水电出版社%!""*$

#%%$>B A X A >)?/)\^O

\F P P 6\’G Q 37V 6=6E 6F G 6#$"$>B A X A %04]

ug的参数化建模方法及三维零件库的创建

ug的参数化建模方法及三维零件库的创建发布：2007-2-16 10:56:58 来源:模具网浏览189 次编辑：佚名摘要：UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，具有强大的参数化设计功能，在设计和制造领域得到了广泛的应用。其参数化功能能够很好反映设计意图，参数化模型易于修改。本文以UGNX为支撑平台，介绍了三维参数化建模的基本思想和实现方法，结合实例分析了三维零件参数化模型的建立步骤，并创建立一个简单的零件库。关键词：UGNX，参数化，标准件库一．引言 CAD技术的应用目前已经从传统的二维绘图逐步向三维设计过渡。从实现制造业信息化的角度来说，产品的三维模型可以更完整地定义和描述设计及制造信息。在产品设计和开发过程中，零部件的标准化、通用化和系列化是提高产品设计质量、缩短产品开发周期的有效途径，而基于三维CAD系统的参数化设计与二维绘图相比更能够满足制造信息化的要求。UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，具有强大的参数化设计功能，在设计和制造领域得到了广泛的应用。本文以UGNX为支撑平台，介绍了三维参数化建模的实现方法，结合实例分析了一种三维零件库的建立方法。二．参数化设计思想在使用UG软件进行产品设计时，为了充分发挥软件的设计优势，首先应当认真分析产品的结构，在大脑中构思好产品的各个部分之间的关系，充分了解设计意图，然后用UG提供的强大的设计及编辑工具把设计意图反映到产品的设计中去。因为设计是一项十分复杂的脑力活动，一项设计从任务的提出到设计完成从来不会是一帆风顺的，一项设计的完成过程就是一个不断改进、不断完善的过程，因此，从这个意思上讲，设计的过程就是修改的过程，参数化设计的目的就是按照产品的设计意图能够进行灵活的修改，所以它的易于修改性是至关重要的。这也是UG软件为什么特别强调它的强大的编辑功能的原因。三．三维参数化建模的实现方法 1 系统参数与尺寸约束 UGNX具有完善的系统参数自动提取功能，它能在草图设计时，将输入的尺寸约束作为特征参数保存起来，并且在此后的设计中进行可视化修改，从而到达最直接的参数驱动建模的目的。用系统参数驱动图形的关键在于如何将从实物中提取的参数转化到UG中，用来控制三维模型的特征参数。尺寸驱动是参数驱动的基础，尺寸约束是实现尺寸驱动的前提。U G的尺寸约束的特点是将形状和尺寸联合起来考虑，通过尺寸约束实现对几何形状的控制。设计时必须以完整的尺寸参考为出发点（全约束），不能漏注尺寸或多注尺寸。尺寸驱动是在二维草图Sketcher里面实现的。当草图中的图形相对于坐标轴位置关系都确定，图形完全约束后，其尺寸和位置关系能协同变化，系统将直接把尺寸约束转化为系统参数。 2 特征和表达式驱动图形 UGNX建模技术是一种基于特征的建模技术，其模块中提供各种标准设计特征，各标准特征突出关键特征尺寸与定位尺寸，能很好的传达设计意图，并且易于调用和编辑，也能创建特征集，对特征进行管理。特征参数与表达式之间能相互依赖，互相传递数据，提高了表达式设计的层次，使实际信息可以用工程特征来定义。不同部件中的表达式也可通过链接来协同工作，即一个部件中的某一表达式可通过链接其它部件中的另一表达式建立某种联系，当被引用部件中的表达式被更新时，与它链接的部件中的相应表达式也被更新。 3 利用电子表格驱动图形

ansys经典例题步骤

Project1 梁的有限元建模与变形分析计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。 NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。梁承受均布载荷：1.0e5 Pa 图1-1梁的计算分析模型梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）：矩形截面：圆截面：工字形截面： B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2, t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007 1.1进入ANSYS 程序→ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK 1.5定义截面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面：矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15 →Apply →圆截面：ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面：ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007→OK

UG建模和参数化建模分析

UG软件的建模与参数化技术分析 (2) 第一章简介 (2) 第二章UG建模分析 (3) 2.1实体建模 (3) 2.2特征建模 (3) 2.3自由形体建模 (4) 2.4实体特征建模 (4) 2.4.1基本体素特征建模 (5) 2.4.2扩展特征建模 (5) 2.4.3成型特征建模 (7) 2.4.4特征操作 (8) 2.5总结 (9) 第三章参数化设计 (10) 3.1参数化设计的定义【7】【8】 (10) 3.2参数化设计的类型 (11) 3.2.1基于特征的参数化设计 (11) 3.2.2基于草图的参数化设计 (13) 3.2.3基于装配的参数化设计 (14) 3.3基于Excel表格的参数化设计【4】【5】 (15) 3.4总结 (18) 参考资料 (19)

UG软件的建模与参数化技术分析第一章简介 Unigraphics（简称UG）是全球主流MCAD 系统，是计算机辅助设计、辅助制造、辅助工程和产品数据管理（CAD/CAM/CAE/PDM）一体化的软件系统之一，应用十分广泛【1,2】。UG 基于完全的三维实体复合造型、特征建模、装配建模技术，能设计出各种各样复杂的产品模型，并且具有强大的参数化设计功能，能够很好地表达设计意图，易于修改参数化模型。另外UG 提供了完善的二次开发工具，二次开发程序可以建立起与UG 系统的链接，使用户开发的功能与UG 实现无缝集成。利用UG 二次开发技术，用户可以开发专用CAD 系统，满足实际的应用需求。 UG软件是第三代CAD系统的典范，是基于特征建模和基于约束的参数化和变量化的建模方法。为什么说UG为第三代CAD系统？【7】第一代CAD系统主要用于二维绘图，其技术特征是利用解析几何的方法定义有关点、线、圆等图素。第二代CAD系统主要是二维交互绘图系统及三维几何造型系统，其发展过程是从计算机辅助绘图到计算机辅助设计，从二维绘图到三维设计，进而到三维集成化设计的过程。在几何造型方面分别采用了三维线框模型、表面模型和实体模型。在实体造型上广泛采用了实体几何构造法（CSG法）和边界表示法（B-rep 法），CSG法即用简单实体(称为体素)通过集合运算交、并、差构造复杂实体的方法；B-rep法即是用物体封闭的边界表面描述物体的方法。第三代CAD系统在建模方法上出现了特征建模和基于约束的参数化和变量化建模方法，由此出现了各种特征建模系统、二维或三维的参数化设计系统以及两种建模方法互相交叉、互相融合的系统。UG软件中参数化三维设计的核心技术便是特征建模，所以UG软件第三代CAD系统的典范，在接下来的章节将介绍三代建模方法（特征建模）相比较二代CAD的优势。

Ansys有限元分析实例[教学]

Ansys有限元分析实例[教学] 有限元分析案例:打点喷枪模组(用于手机平板电脑等电子元件粘接)，该产品主要是使用压缩空气推动模组内的顶针作高频上下往复运动，从而将高粘度的胶水从喷嘴中打出(喷嘴尺寸,0.007”)。顶针是这个产品中的核心零件，设计使用材料是:AISI 4140 最高工作频率是160HZ(一个周期中3ms开3ms关)，压缩空气压力3-8bar, 直接作用在顶针活塞面上，用Ansys仿真模拟分析零件的强度是否符合要求。 1. 零件外形设计图:

2. 简化模型特征后在Ansys14.0 中完成有限元几何模型创建:

3. 选择有限元实体单元并设定，单元类型是SOILD185，由于几何建模时使用的长度单位是mm, Ansys采用单位是长度:mm 压强: 3Mpa 密度:Ton/M。根据题目中的材料特性设置该计算模型使用的材料属性:杨氏模量 2.1E5; 泊松比:0.29; 4. 几何模型进行切割分成可以进行六面体网格划分的规则几何形状后对各个实体进行六面体网格划分，网格结果: 5. 依据使用工况条件要求对有限元单元元素施加约束和作用载荷:

说明: 约束在顶针底端球面位移全约束; 分别模拟当滑块顶断面分别以8Bar，5Bar，4Bar和3Bar时分析顶针的内应力分布，根据计算结果确定该产品允许最大工作压力范围。 6. 分析结果及讨论: 当压缩空气压力是8Bar时: 当压缩空气压力是5Bar时:

当压缩空气压力是4Bar时: 结论: 通过比较在不同压力载荷下最大内应力的变化发现，顶针工作在8Bar时最大应力达到250Mpa，考虑到零件是在160HZ高频率在做往返运动，疲劳寿命要求50百万次以上，因此采用允许其最大工作压力在5Mpa，此时内应力为156Mpa，按线性累积损伤理论[3 ]进行疲劳寿命L-N疲劳计算，进一部验证产品的设计寿命和可靠性。

[整理]《ANSYS120宝典》习题.

第1章习题 1.ANSYS软件程序包括几大功能模块？分别有什么作用？ 2.如何启动和退出ANSYS程序？ 3.ANSYS程序有哪几种文件类型？ 4.ANSYS结构有限元分析的基本过程是什么？ 5.两杆平面桁架尺寸及角度如习题图1.1所示，杆件材料的弹性模量为2.1×1011Pa，泊松比为0.3，截面面积为10cm2，所受集中力载荷F=1000N。试采用二维杆单元LINK1计算集中力位置节点的位移和约束节点的约束反力。习题图1.1 两杆平面桁架第2章习题 1.建立有限元模型有几种方法？ 2.ANSYS程序提供了哪几种坐标系供用户选择？ 3.ANSYS程序中如何平移和旋转工作平面？ 4.试分别采用自底向上的建模方法和自顶向下的建模方法建立如习题图2.1所示的平面图形，其中没有尺寸标注的图形读者可自行假定，并试着采用布尔运算的拉伸操作将平面图形沿法向拉伸为立体图形。

习题图2.1 平面图形 5.试分别利用布尔运算建立如习题图2.2所示的立体图形，其中没有尺寸标注的图形读者可自行假定。习题图2.2 立体图形 6.试对习题图2.3所示的图形进行映射网格划分，并任意控制其网格尺寸，图形尺寸读者可自行假定。习题图2.3 映射网格划分

第3章习题 1.试阐述ANSYS载荷类型及其加载方式。 2.试阐述ANSYS主要求解器类型及其适用范围。 3.如何进行多载荷步的创建，并进行求解？ 4.试建立如习题图3.1所示的矩形梁，并按照图形所示施加约束和载荷，矩形梁尺寸及载荷位置大小读者可自行假定。习题图3.1 矩形梁约束与载荷 5.试建立如习题图3.2所示的平面图形，并按照图形所示施加约束和载荷，平面图形的尺寸及载荷大小读者可自行假定。习题图3.2 平面图形约束与载荷第4章习题

参数化建模介绍

2：参数化建模介绍 UG标准件开发都是基于标驱动参数化的标准件UG模板部件，因此UG标准件开发的实现，最重要的环节是建立参数化的标准件UG模板部件。在建立参数化标准件UG模板部件过程中要大量地应用到草图、参数化建模、表达式及装配建模等技术。 2.1参数化草图技术在UG标准件开发中的应用在此部分不再详述草图的功能，介绍一些技巧： 1. 合理地设置草图的放置面，以达到标准件在调用时能够实现自动地装配定位。在此我们一般先建立绝对基准坐标系（Absolute CSYS，位于绝对位置的基准坐标系）或位于绝对工作坐标原点的固定基准面和固定基准轴，然后建立与绝对基准坐标系或过顶基准面呈一定偏置关系的相关基准面，并以此相关基准面作为草图的放置面。 2. 合理运用相关参数点、基准轴和相关基准面，建立标准件的草图定位原点。例如当我们使用相关参数点作为标准件的草图定位原点，只要在标准件管理器中，将相关参数点的坐标值设置为理想的目标值，标准件就能自动装配定位到指定位置。 2.2参数化建模技术在UG标准件开发中的应用 UG虽然支持非参数的标准件开发，但是，如果开发非参数的标准件就失去了其本质意义，因为它不能建立系列规格的零件尺寸标准，不能控制零件的几何及尺寸的变更。在真正意义上的UG标准件开发中，我们必然要使用全参数建模技术，用参数去驱动和控制标准件的结构和尺寸规格，因此在UG标准件开发过程中要具有参数化建模的观点和思想。要实现UG标准件的参数化建模，注意一下细节和技巧。 1. 前期要吃透标准件的特点，根据标准件的特点定义好设计意图、规划好结构设计实现方法、规划主控参数。 2. UG支持在一个部件文件中有多个主体结构体，我们在标准件的开发中一

ANSYS 有限元分析平面薄板

《有限元基础教程》作业二：平面薄板的有限元分析班级：机自101202班姓名：韩晓峰学号：201012030210 一．问题描述： P P h 1mm R1mm 10m m 10mm 条件：上图所示为一个承受拉伸的正方形板，长度和宽度均为10mm ，厚度为h 为1mm ，中心圆的半径R 为1mm 。已知材料属性为弹性模量E=1MPa ，泊松比为0.3，拉伸的均布载荷q ＝ 1N/mm 2。根据平板结构的对称性，只需分析其中的二分之一即可，简化模型如上右图所示。二．求解过程： 1 进入ANSYS 程序 →ANSYS 10.0→ANSYS Product Launcher →File management →input job name: ZY2→Run 2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK 3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK → Options… →select K3: Plane Strs w/thk →OK →Close 4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX: 1e6, PRXY:0.3 → OK 5定义实常数以及确定平面问题的厚度 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants …→Add/Edit/Delete →Add →Type 1→OK →Real Constant Set No.1,THK:1→OK →Close 6生成几何模型 a 生成平面方板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Rectangle →By 2 Corners →WP X:0,WP Y:0,Width:5,Height:5→OK b 生成圆孔平面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Circle →Solid Circle →WPX=0,WPY=0,RADIUS=1→OK b 生成带孔板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Operate →Booleans → Subtract →Areas →点击area1→OK →点击area2→OK 7 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →(Size Controls) Global: Set →SIZE: 0.5 →OK →iMesh →Pick All → Close 8 模型施加约束

ansys有限元分析作业经典案例教程文件

有限元分析作业作业名称输气管道有限元建模分析姓名陈腾飞学号 3070611062 班级 07机制（2）班宁波理工学院

题目描述：输气管道的有限元建模与分析计算分析模型如图1所示承受内压：1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5 管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图）题目分析：由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生。然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析过程中的单位统一。操作步骤 1.定义工作文件名和工作标题 1.定义工作文件名。执行Utility Menu-File→Chang Jobname-3070611062，单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062，单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK

2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框。图2 3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，如图3所示，选择OK并关闭对话框。图3 3.创建几何模型 1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK

UG的参数化建模

摘要：UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，具有强大的参数化设计功能，在设计和制造领域得到了广泛的应用。其参数化功能能够很好反映设计意图，参数化模型易于修改。本文以UGNX为支撑平台，介绍了三维参数化建模的基本思想和实现方法，结合实例分析了三维零件参数化模型的建立步骤，并创建立一个简单的零件库。关键词：UGNX，参数化，标准件库ThemethodofparameterizationmodelofUGandtheestablishmentmethodsof3Dpartware 摘要：UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，具有强大的参数化设计功能，在设计和制造领域得到了广泛的应用。其参数化功能能够很好反映设计意图，参数化模型易于修改。本文以UGNX为支撑平台，介绍了三维参数化建模的基本思想和实现方法，结合实例分析了三维零件参数化模型的建立步骤，并创建立一个简单的零件库。关键词：UGNX，参数化，标准件库 The method of parameterization model of UG and the establishment methods of 3D part warehouses. Ye Peng1 Hu jun1 Li ping2 （1 China Academic of Engineering Physics, Mianyang City Sichuan Provine, post code 621900 2 College of machinical engineering and automation Harbin Engineering University, Harbin 150001） Abstract： The UGNX is the CAD / CAE / CAM integration software of EDS company ,with powerful parameter design function, and it got the extensive application in the domain of designing and manufacturing. His parameter function can reflect design intention very clearly, and the parameter model is easy to revising. In this paper, based on the UGNX, we introduce the basic thought and realization method of 3D parameterization model, and the establishment step of 3D part parameterization model combined the living example, at the last, we create a simple 3D part warehouse. Keywords：UGNX, Parameterization，Standard component warehouse 一．引言 CAD技术的应用目前已经从传统的二维绘图逐步向三维设计过渡。从实现制造业信息化的角度来说，产品的三维模型可以更完整地定义和描述设计及制造信息。在产品设计和开发过程中，零部件的标准化、通用化和系列化是提高产品设计质量、缩短产品开发周期的有效途径，而基于三维CAD系统的参数化设计与二维绘图相比更能够满足制造信息化的要求。UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，具有强大的参数化设计功能，在设计和制造领域得到了广泛的应用。本文以UGNX为支撑平台，介绍了三维参数化建模的实现方法，结合实例分析了一种三维零件库的建立方法。二．参数化设计思想在使用UG软件进行产品设计时，为了充分发挥软件的设计优势，首先应当认真分析产品的结构，在大脑中构思好产品的各个部分之间的关系，充分了解设计意图，然后用UG提供的强大的设计及编辑工具把设计意图反映到产品的设计中去。因为设计是一项十分复杂的脑力活动，一项设计从任务的提出到设计完成从来不会是一帆风顺的，一项设计的完成过程就是一个不断改进、不断完善的过程，因此，从这个意思上讲，设计的过程就是修改的过程，参数化设计的目的就是按照产品的设计意图能够进行灵活的修改，所以它的易于修改性是至

ansys有限元分析工程实例大作业

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辽宁工程技术大学有限元软件工程实例分析题目基于ANSYS钢桁架桥的静力分析专业班级建工研16-1班（结构工程）学号 471620445 姓名日期 2017年4月15日

基于ANSYS钢桁架桥的静力分析摘要：本文采用ANSYS分析程序，对下承式钢桁架桥进行了有限元建模;对桁架桥进行了静力分析，作出了桁架桥在静载下的结构变形图、位移云图、以及各个节点处的结构内力图（轴力图、弯矩图、剪切力图），找出了结构的危险截面。关键词：ANSYS；钢桁架桥；静力分析；结构分析。引言：随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的规模在不断的扩大，尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设，一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够的承载力，足够的竖向侧向和扭转刚度，同时还应具有良好的稳定性以及较高的减震降噪性，因此对其应用计算机和求解软件快速进行力学分析了解其受力特性具有重要的意义。 1、工程简介某一下承式简支钢桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表1，材料属性见表2。桥长32米，桥高5.5米，桥身由8段桁架组成，每个节段4米。该桥梁可以通行卡车，若只考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1，P2，和P3，其中P1=P3=5000N，P2=10000N,见图2,钢桥的形式见图1，其结构简图见图3。

CATIA全参数化建模理念

CATIA参数化建模理念 1.CATIA参数化建模思路 1.1.逆向建模现阶段我们是运用大坝的CAD二维图来画三维图，也就是说先有二维图，后有三维图；基于CATIA的逆向建模是先建模，再出二维图。 1.2.骨架设计在传统的三维设计包含两种设计模式： ①自下而上的设计方法是在设计初期将各个模型建立，在设计后期将各模型按照模型的相对位置关系组装起来，自下向上设计更多应用于机械行业标准件设计组装。 ②自上而下设计的设计理念为先总体规划，后细化设计。大坝骨架设计承了自上而下的设计理念，在大坝三维设计过程中，为了定义各建筑物相对位置关系，骨架包含整个工程的关键定位，布置基准，定义各个建筑物间相关的重要尺寸，自上向下的传递设计数据，应用这种技术就可更加有目的，规范地进行后续的工程设计。 1.3.参数化模板设计一、参数化设计基本原理参数化设计基本原理：建立一组参数与一组图形或多组图形之间的对应关系，给出不同的参数，即可得到不同的结构图形。参数化设计的优点是对设计人员的初始设计要求低，无需精确绘图，只需勾绘草图，然后可通过适当的约束得到所需精确图形，便于编辑、修改，能满足反复设计的需要。 ①参数（Parameter）是作为特征定义的CATIA文档的一种特性。参数有值，能够用关系式（Relation）约束。 ②关系式（relation）是智能特征的一般称谓，包括：公式（formulas）、规则（rules）、检查（checks）和设计表（design tables）。 ③公式（formulas）是用来定义一个参数如何由其他参数计算出的。 ④零件设计表：设计表是Excel或文本表格，有一组参数。表格中的每列定义具体参数的一个可能的值。每行定义这组参数可能的配置。零件设计表是创建系列产品系列的最好方法，可以用来控制系列产品的尺寸值和特征的激活状态，表格中的单元格通常采用标准形式，用户可以随时进行修改。 ⑤配置（Configuration）是设计表中相关的参数组的一组值。

proe参数化建模简介(齿轮建模实例)

proe参数化建模简介(1) 本教程分两部分，第一部分主要介绍参数化建模的相关概念和方法，包括参数的概念、参数的设置、关系的概念、关系的类型、如何添加关系以及如何使用关系创建简单的参数化零件（以齿轮为例）。第二部分介绍参数化建模的其他方法：如族表的应用、如何使用UDF(用户自定义特征)、如何使用Pro/Program创建参数化零件。（后一部分要等一段时间了，呵呵）参数化设计是proe重点强调的设计理念。参数是参数化设计的核心概念，在一个模型中，参数是通过“尺寸”的形式来体现的。参数化设计的突出有点在于可以通过变更参数的方法来方便的修改设计意图，从而修改设计意图。关系式是参数化设计中的另外一项重要内容，它体现了参数之间相互制约的“父子”关系。所以，首先要了解proe中参数和关系的相关理论。一、什么是参数？参数有两个含义： ●一是提供设计对象的附加信息，是参数化设计的重要要素之一。参数和模型一起存储，参数可以标明不同模型的属性。例如在一个“族表”中创建参数“成本”后，对于该族表的不同实例可以设置不同的值，以示区别。 ●二是配合关系的使用来创建参数化模型，通过变更参数的数值来变更模型的形状和大小。二、如何设置参数在零件模式下，单击菜单“工具”——参数，即可打开参数对话框，使用该对话框可添加或编辑一些参数。

1.参数的组成 (1)名称：参数的名称和标识，用于区分不同的参数，是引用参数的依据。注意：用于关系的参数必须以字母开头，不区分大小写，参数名不能包含如下非法字符：！、”、@和#等。 (2)类型：指定参数的类型 ?a)整数：整型数据 ?b)实数：实数型数据 ?c)字符型：字符型数据 ?d)是否：布尔型数据。 (3)数值：为参数设置一个初始值，该值可以在随后的设计中修改 (4)指定：选中该复选框可以使参数在PDM（Product Data Management，产品数据管理）系统中可见 (5)访问：为参数设置访问权限。

ansys有限元分析大作业

有限元大作业设计题目: 单车的设计及ansys有限元分析专业班级: 姓名: 学号: 指导老师: 完成日期: 2016.11.23

单车的设计及ansys模拟分析一、单车实体设计与建模 1、总体设计单车的总体设计三维图如下，采用pro-e进行实体建模。在建模时修改proe默认单位为国际主单位(米千克秒 mks) Proe》文件》属性》修改

2、车架车架是构成单车的基体，联接着单车的其余各个部件并承受骑者的体重及单车在行驶时经受各种震动和冲击力量，因此除了强度以外还应有足够的刚度，这是为了在各种行驶条件下，使固定在车架上的各机构的相对位置应保持不变，充分发挥各部位的功能。车架分为前部和后部，前部为转向部分，后部为驱动部分，由于受力较大，所有要对后半部分进行加固。

二、单车有限元模型 1、材料的选择单车的车身选用铝合金（6061-T6）T6标志表示经过热处理、时效。其属性如下：弹性模量：） .6+ 90E （2 N/m 10 泊松比：0.33 质量密度：） 3 2.70E+ N/m （2 抗剪模量：） 60E .2+ N/m （2 10 屈服强度：） .2+ （2 75E 8 N/m 2、单车模型的简化为了方便单车的模拟分析，提高电脑的运算

效率，可对单车进行初步的简化；单车受到的力的主要由车架承受，因此必须保证车架能够有足够的强度、刚度，抗振的能力，故分析的时候主要对车架进行分析。简化后的车架如下图所示。 3、单元体的选择单车车架为实体故定义车架的单元类型为实体单元（solid）。查资料可以知道3D实体常用结构实体单元有下表。单元名称说明 Solid45 三维结构实体单元，单元由8个节点定义，具有塑性、蠕变、应力刚化、大变形、大应变功能，其高阶单元是 solid95

proe参数化建模教程(最新)

proe参数化建模本教程分两部分，第一部分主要介绍参数化建模的相关概念和方法，包括参数的概念、参数的设置、关系的概念、关系的类型、如何添加关系以及如何使用关系创建简单的参数化零件（以齿轮为例）。第二部分介绍参数化建模的其他方法：如族表的应用、如何使用UDF(用户自定义特征)、如何使用Pro/Program创建参数化零件。（后一部分要等一段时间了，呵呵）参数化设计是proe重点强调的设计理念。参数是参数化设计的核心概念，在一个模型中，参数是通过“尺寸”的形式来体现的。参数化设计的突出有点在于可以通过变更参数的方法来方便的修改设计意图，从而修改设计意图。关系式是参数化设计中的另外一项重要内容，它体现了参数之间相互制约的“父子”关系。所以，首先要了解proe中参数和关系的相关理论。一、什么是参数？参数有两个含义： ●一是提供设计对象的附加信息，是参数化设计的重要要素之一。参数和模型一起存储，参数可以标明不同模型的属性。例如在一个“族表”中创建参数“成本”后，对于该族表的不同实例可以设置不同的值，以示区别。 ●二是配合关系的使用来创建参数化模型，通过变更参数的数值来变更模型的形状和大小。二、如何设置参数在零件模式下，单击菜单“工具”——参数，即可打开参数对话框，使用该对话框可添加或编辑一些参数。 1.参数的组成 (1)名称：参数的名称和标识，用于区分不同的参数，是引用参数的依据。注意：用于关系

的参数必须以字母开头，不区分大小写，参数名不能包含如下非法字符：！、”、@和#等。 (2)类型：指定参数的类型 ?a)整数：整型数据 ?b)实数：实数型数据 ?c)字符型：字符型数据 ?d)是否：布尔型数据。 (3)数值：为参数设置一个初始值，该值可以在随后的设计中修改 (4)指定：选中该复选框可以使参数在PDM（Product Data Management，产品数据管理）系统中可见 (5)访问：为参数设置访问权限。 ?a)完全：无限制的访问权，用户可以随意访问参数 ?b)限制：具有限制权限的参数 ?c)锁定：锁定的参数，这些参数不能随意更改，通常由关系式确定。 (6)源：指定参数的来源 ?a)用户定义的：用户定义的参数，其值可以随意修改 ?b)关系：由关系式驱动的参数，其值不能随意修改。 (7)说明：关于参数含义和用途的注释文字 (8)受限制的：创建其值受限制的参数。创建受限制参数后，它们的定义存在于模型中而与参数文件无关。 (9)单位：为参数指定单位，可以从其下的下拉列表框中选择。 2.增删参数的属性项目可以根据实际需要增加或删除以上9项中除了“名称”之外的其他属性项目

ANSYS有限元分析实例

有限元分析一个厚度为20mm的带孔矩形板受平面内张力，如下图所示。左边固定，右边受载荷p=20N/mm作用，求其变形情况 P 一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤： ①定义参数 ②创建几何模型 ③划分网格 ④加载数据 ⑤求解 ⑥结果分析 1定义参数 1.1指定工程名和分析标题 (1)启动ANSYS软件，选择File→Change Jobname命令，弹出如图所示的[Change Jobname]对话框。 (2)在[Enter new jobname]文本框中输入“plane”，同时把[New log and error files]中的复选框选为Yes，单击确定 (3)选择File→Change Title菜单命令，弹出如图所示的[Change Title]对话框。 (4)在[Enter new title]文本框中输入“2D Plane Stress Bracket”，单击确定。 1.2定义单位

在ANSYS软件操作主界面的输入窗口中输入“/UNIT,SI” 1.3定义单元类型 (1)选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令，弹出如图所示[Element Types]对话框。 (2)单击[Element Types]对话框中的[Add]按钮，在弹出的如下所示[Library of Element Types]对话框。 (3)选择左边文本框中的[Solid]选项，右边文本框中的[8node 82]选项，单击确定，。 (4)返回[Element Types]对话框，如下所示 (5)单击[Options]按钮，弹出如下所示[PLANE82 element type options]对话框。

几个ansys经典实例(长见识)

平面问题斜支座的处理如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45o的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (a)平面结构(b)有限元分析模型图5-7 带斜支座的平面结构基于ANSYS平台，分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。 (7) 模型加约束左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2，3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题，使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn ：Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu：WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2，0，0,THXY：45 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu：Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流； !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系，进行旋转，施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end

ansys有限元建模与分析实例-详细步骤

《有限元法及其应用》课程作业ANSYS应用分析学号：姓名：专业：建筑与土木工程

角托架的有限元建模与分析一、模型介绍本模型是关于一个角托架的简单加载，线性静态结构分析问题，托架的具体形状和尺寸如图所示。托架左上方的销孔被焊接完全固定，其右下角的销孔受到锥形压力载荷，角托架材料为Q235A 优质钢。角托架材料参数为：弹性模量366E e psi =；泊松比0.27ν= 托架图（厚度：0.5）二、问题分析因为角托架在Z 方向尺寸相对于其在X,Y 方向的尺寸来说很小，并且压力荷载仅作用在X,Y 平面上，因此可以认为这个分析为平面应力状态。三、模型建立 3.1 指定工作文件名和分析标题（1）选择菜单栏Utility Menu → 命令.系统将弹出Jobname(修改文件名)对话框,输入bracket （2）定义分析标题 GUI ：Utility Menu>Preprocess>Element Type>Add/Edit/Delete 执行命令后，弹出对话框，输入stress in a bracket 作为ANSYS 图形显示时的标题。 3.2设置计算类型 Main Menu: Preferences … →select Structural → OK 3.3定义单元类型 PLANE82 GUI ：Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 命令，系统将弹出Element Types 对话框。单击Add 按钮，在对话框左边的下拉列表中单击Structural Solid →Quad 8node 82，选择8节点平面单元PLANE82。单击ok ，Element Types 对话框，单击Option ，在Element behavior 后面窗口中选取Plane strs w/thk 后单击ok 完成定义单元类型。 3.4定义单元实常数 GUI ：Main Menu: Preprocessor →Real Constants →Add/Edit/Delete ，弹出定义实常数对话框，单击Add ，弹出要定义实常数单元对话框，选中PLANE82单元后，单击OK →定义单元厚度对话框，在THK 中输入0.5.

ansys有限元分析作业经典案例