悬臂梁分析报告

悬臂梁受力分析报告

高一博

2016.11.13

西安理工大学

机械与精密仪器工程学院

摘要

利用ANSYS对悬臂梁进行有限元静力学分析,得到悬臂梁的最大应力和挠度位移。从而校验结构强度和尺寸定义，从而对结构进行最优化设计修正。

关键词：悬臂梁，变形分析，应力分析

目录

一.问题描述： (4)

二.分析的目的和内容： (4)

三.分析方案和有限元建模方法： (4)

四.几何模型 (4)

五．有限元模型 (4)

六．计算结果： (5)

七.结果合理性的讨论、分析 (8)

八．结论 (8)

参考文献 (8)

一.问题描述：

现有一悬臂梁，长500MM，一端固定，另外一端施加一个竖直向下的集中力200N。

其截面20MMX20MM的矩形，现在要分析该梁的在集中力作用下产生的位移，应力和局部应力。

二.分析的目的和内容：

1.观察悬臂梁的变形情况；

2.观察分析悬臂梁的应力变化；

3.找出其最大变形和最大应力点，分析形成原因；

三.分析方案和有限元建模方法：

1.使用ANSYS-modeling-create-volumes-block建模，

2.对梁进行材料定义，网格划分。

3.一端固定，另外一端施加一个向下的200N的力。

4.后处理中查看梁的应力和变形情况。

四.几何模型

500X20X20的梁在在ANSYS中进行绘制.由于结构简单规则，无需简化。

五．有限元模型

单元类型：solid brick8node45

材料参数：弹性模量2e+11pa,泊松比0.3

边界条件：一端固定，一端施加载荷

载荷：F=200N

划分网格后的悬臂梁模型

六．计算结果：

变形位移图

等效应力图

局部应力图

七.结果合理性的讨论、分析

1.位移分析：在变形位移图上，在约束端位移最小为零，受压端位移最大。与实际结果

一致。

2.应力分析：在应力图上，应力最大处在约束端，而最小的位于受压端，与变形图相对

应。通过材料力学计算可知约束端的所受弯矩最大。两个结果印证无误。

3.局部应力分析：在局部应力图上，可以看出在固定端上表面存有较大的应力，且为拉

应力，受压端直角尖处有最大应力，从形成原因上分析属于尖角处应力集中。八．结论

由ANSYS分析得到的悬臂梁的应力图和位移图能够较为直观地反映位移和应力的分布情况，且准确性高，为结构校核和结构优化提供的极大的便利。

参考文献

1.《有限元分析软件ANSYS在结构分析中的应用》，王世军

2.《机械工程中的有限元法》，王世军

3,闻邦椿《机械设计手册》，机械工业出版社，2010