ANSYS静力求解报告

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ansys课程设计报告-平面桁架静力学分析

辽宁工程技术大学课程设计课程大型工程分析软件及应用题目平面桁架的静力分析院系力学与工程学院专业班级学生姓名学生学号2018年01月07 日力学与工程学院课程设计任务书课程大型工程分析软件及应用课程设计题目平面桁架的静力分析专业姓名主要内容：1、小型铁路桥由横截面积为3250mm 2的钢制杆件组装而成。

一辆火车停在桥上，EX=2.1×105MPa ，μ=0.3，ρ=7.8×103kg/m 3。

试计算位置R 处由于载荷作用而沿水平方向移动的距离以及支反力，同时，分析各个节点的位移和单元应力。

2、试件的几何参数设计报告目录a=1ma=1m a=1m b=1mRF2=280KNF1=210KN第1章概述................................................................................................................... - 3 -1.1 课程设计的意义、目的..................................................................................................... - 3 - 第2章 ANSYS详细设计步骤........................................................................................ - 3 -2.1问题分析.............................................................................................................................. - 3 -2.2基于ANSYS分析的步骤................................................................................................... - 3 -2.2.1启动ANSYS，进入ANSYS界面........................................................................... - 4 -2.2.2定义工作文件名和分析标题.................................................................................... - 4 -2.2.3设定分析类型............................................................................................................ - 4 -2.2.4选择单元类型............................................................................................................ - 4 -2.2.5定义实常数................................................................................................................ - 5 -2.2.6定义力学参数............................................................................................................ - 5 -2.2.7存盘............................................................................................................................ - 6 -2.2.8创立关键点先、线.................................................................................................... - 6 -2.2.9设置、划分网格........................................................................................................ - 8 -2.2.10施加荷载并求解.................................................................................................... - 10 - 第3章设计结果及分析............................................................................................. - 13 -3.1显示桁架变形图................................................................................................................. - 13 -3.2列表显示节点解................................................................................................................. - 14 -3.3上述分析对应的命令流如下：......................................................................................... - 15 - 结论............................................................................................................................... - 17 - 心得体会....................................................................................................................... - 17 - 参考文献....................................................................................................................... - 18 -设计报告第1章概述1.1 课程设计的意义、目的1〕ANSYS模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性〔固有频率和振型〕，即结构的固有频率和振型，它们是承受动态载荷的重要参数，也可作为其他动力学分析的起点，是进行谱分析或模态叠加法普响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。

基于ANSYS的汽车变速器结构静力分析

２３定义边界条件．
变速器输入轴的动力来源于发动机，通过离合器与发动机相连。发动机输出扭矩通过矩形花键传递给输入轴．图４
幽
Ｉ工况下变速器接触分析的应力分布图档
体模型，如图２所示。
即使已经满足收敛准则，也会当作不收敛处理。
一
般，应该选取足够大的ＦＮ以保证ＦＯＮ小到可ＫＴＬ
以接受，但同时又应该让ＦＮ足够小而不致引起总体刚度Ｋ
择普遍的柔体一体的接触类型．面对面接触单元的接触柔
ｏ
方式通过接触向导建立接触对，如图３所示。
图１渐开线建模的坐标转换示意图令画出螺旋线。将斜齿轮延分度圆展开，螺旋线的几何关
求，
参考文献：
［］孙桓，陈作模．械原理：第六版『］北京：高等教育出１机Ｍ
版社．２０．０５
ｆ］陈贤青，尹辉，戴湘武．于Ｖｃ＋２基＋和ＡＤＬ实现渐开线齿Ｐ
轮参数化建模［］．学技术与工程，２０（）１５ — Ｊ科０７７：４１
业信息化
的许用强度值４０ａ轴变形的最大位移小于０１０ＭＰ；．ｍｍ．小于轴合成挠度的许用值０ｒ．ａ２ｍ，所以变速器各个轴均符合要求。常啮合齿轮对最大齿根弯曲应力分别为１１４ＭＰ０．３ａ和ｌ０２ａ齿轮对最大接触应力出现在齿９１．ＭＰ。轮啮合接触区域，啮合齿轮对最大的应力分别为３０ａ５ＭＰ和４９ＭＰ，小于屈服强度８０ａ９．ａ４４ＭＰ，应力云图如图４所示，所以变速器一档状态下各个齿轮的接触强度也符合要

ANSYS静力学分析

实验报告（四）一、实验目的：掌握静力学分析;验证理论分析结果;对不同形状膜的分析结果进行对比。

二、实验器材：能够安装ANSYS软件,内存在512MHz以上,硬盘有5G空间的计算机。

三、实验说明1、基本思路：建模与网格化；静力学分析；对结果进行分析和比较.2、问题描述：许多压力传感器的工作原理是将受压力作用而变形的薄膜硅片中的应变转换成所需形式的电输出信号，比较的膜形状有圆形。

正方形. 长方形.四、实验内容及步骤（一）、圆形薄膜（自由式网格划分)1、先建立一个圆形薄膜： Main Menu->Preprocessor—〉Modeling-〉Create-〉Volumes—〉Solid Cylinder。

弹出一个对话框，输入WPX=0，WPY=0，Radius=300e—6，Depth=13。

887e—6,单击［OK].设置单元类型：Main Menu—〉Preprocessor—>Element Type—〉Add/Edit/Delete，弹出一个对话框,点击［Add]，在Library Of Element Type下拉列表框中选择Structural Solide 项,在其右侧下选择Brick 8node 45选项,单击［OK]。

再点击Close。

2、设置材料属性：Main Menu->Preprocessor—>MaterialProps —〉 Material Models,弹出一个对话框，在Material Models Available 下双击打开Structural —〉Linear-〉Elastic —〉Isotropic ，又弹出一对话框，在EX 后面输入1.9E11，在PRXY 后面输入栏中输入0。

3，在双击Density,在DENS 后面输入2.33e3,单击[OK ］。

关闭对话框。

设置单元尺寸：Main Menu —>Preprocessor-〉Meshing —〉Mesh Tool ，弹出一个对话框，单击Global 中的Set 按钮,弹出Global Element Sizes 对话框,输入size=5e —006,然后单击[OK ］。

ANSYS实验分析报告

ANSYS实验分析报告（张刚机电研1005班）ANSYS实验分析报告（张刚机电研1005班）实验一 ANSYS软件环境1.问题描述如图所示，使用ANSYS分析平面带孔平板，分析在均布载荷作用下板内的应力分布。

已知条件：F＝20N/mm，L＝200mm，b＝100mm，圆孔半径r＝20，圆心坐标为（100， 50），E＝200Gpa。

板的左端固定。

图1-1 带孔平板模型示意图实例类型：ANSYS结构分析分析类型：线性静力分析单元类型：PLANE822.实验内容图1-2 有限元模型图图1-3 载荷与约束图图1-4 模型变形图图1-5 等值线位移图由上图可知模型从左至右位移量逐渐递增，与实际情况符合。

图1-6 等值应力图从上可知，圆孔的上下端点应力最大，与实际情况符合，证明ANSYS分析正确。

3.实验命令记录ANSYS命令流如下：/BATCH/COM,ANSYS RELEASE 12.0.1UP20090415 14:37:48 03/15/2011 /TITLE,plane/PREP7ET,1,PLANE82KEYOPT,1,3,3KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0R,1,20, MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,200000 MPDATA,PRXY,1,,0.3BLC4,0,0,200,100CYL4,100,50,20ASBA, 1, 2FINISH/SOLFINISH/PREP7AESIZE,ALL,20,MSHKEY,0CM,_Y,AREAASEL, , , , 3CM,_Y1,AREACHKMSH,'AREA'CMSEL,S,_YAMESH,_Y1CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2SAVEFINISH/SOLFLST,2,1,4,ORDE,1FITEM,2,4/GODL,P51X, ,ALL,FLST,2,1,4,ORDE,1FITEM,2,2/GOSFL,P51X,PRES,-1,/STATUS,SOLUSOLVEFINISH/POST1PLDISP,1 PLDISP,0/EFACET,1 PLNSOL, U,SUM, 0,1.0 /EFACET,1 PLNSOL, S,EQV, 0,1.0 PLNSOL,U,X ANCNTR,10,0.5/EFACET,1 PLNSOL, S,EQV, 0,1.0 SAVEFINISH! /EXIT,ALL实验二坝体的有限元建模及应力应变分析1.问题描述计算分析模型如图所示，分析坝体的应力、应变。

ansys实验强度分析报告

ansys有限元强度分析一、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。

二、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 XP的微机；2 ANSYS11.0软件。

四、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软件对六方孔螺钉头用扳手进行有限元分析。

五、实验报告1）以扳手零件为例，叙述有限元的分析步骤；答：（1）选取单元类型为92号；（2）定义材料属性，弹性模量和泊松比；建立模型。

先生成一个边长为0.0058的六边形平面，再创建三条线，其中z向长度为0.19，x向长度0.075，中间一段0.01的圆弧，然后把面沿着三条线方向拉伸，生成三维实体1如题中所给形状，只是手柄短了0.01；把坐标系沿z轴方向平移0.01，再重复作六边形面，拉伸成沿z轴相反方向的长为0.01的实体2；利用布尔运算处理把实体1和2粘接成整体。

（4）划分网格。

利用智能网格划分工具划分网格，网格等级为4级。

（5）施加约束。

在扳手底部面上施加完全约束；（6）施加作用力。

在实体2的上部面上施加344828pa（20/（0.01*0.0058））的压强，在实体2的下部面的临面上施加1724138pa(100/0.01/0.0058)的压强；（7）求解，进入后处理器查看求解结果，显示应力图。

2）对扳手零件有限元分析结果进行评价；答：结果如图所示：正确的显示出了受力的最大位置及变形量，同时给出了各处受力的值，分析结果基本正确，具有一定的参考意义。

六、回答下列思考题1.什么是CAE技术？答：CAE是包括产品设计、工程分析、数据管理、试验、仿真和制造的一个综合过程，关键是在三维实体建模的基础上，从产品的设计阶段开始，按实际条件进行仿真和结构分析，按性能要求进行设计和综合评价，以便从多个方案中选择最佳方案，或者直接进行设计优化。

ANSYS模拟报告支座类零件及结构静力模拟分析

《材料成形过程数值模拟》报告：ANSYS模拟报告支座零件建模及结构静力模拟分析报告1、问题描述上图为需要建立的模型的3D示意图，底座为150×400的矩形，有通孔的一边两个角有半径为7的倒角，底座上的通孔半径为40，主体为两块交叉的肋板和被支撑圆柱，主肋板为长300厚30的板块，副肋板宽120厚30，空心圆柱体内径为80外径为140。

圆柱体上有内径20外径40的小型瞳孔。

使用材料为Q235钢材，弹性模量为206000Mpa，泊松比0.3，密度为7840kg/M3,屈服强度为235Mpa。

固定底面和通孔不动，对大圆柱内表面施加30Mpa起扩张作用的载荷。

2、问题分析选用自顶向下建模的方式。

先做一个矩形块为底板，然后再建立一个板块，用矩形块减去板块。

然后对底板的两个角进行倒角操作，然后在底板上建立两个圆柱体，用底板减去圆柱通孔。

建立一个支撑肋板，再建立一块肋板。

变换坐标系，建立大空心圆柱体，利用平面划分将圆柱与肋板分开，然后进行减操作。

然后再建立一个半径为20的小圆柱体，用大空心圆柱体减去半径小的圆柱体达到打孔的目的。

将小块肋板延长，然后进行修整肋板操作。

最后将全部模型进行合并操作。

建模完成后划分有限单元格并设置单元尺寸，输入钢材的参数，确定约束条件，对模型大空心圆柱内表面施加30Mpa起扩张作用的载荷，通过软件对受力情况进行分析模拟并保存示意图。

3、模拟计算过程1.定义工作文件名和工作标题1）定义工作文件名：File | Change Jobname，输入文件名称，OK。

2）定义工作工作标题：File | Change Title，输入工作标题,OK。

ANSYS第6例杆系结构的静力学分析实例悬臂梁2

第6例杆系结构的静力学分析实例—悬臂梁[本例提示] 介绍了利用ANSYS 对杆系结构进行静力学分析的方法、步骤和过程。

6.1 问题描述及解析解图6-1所示为一工字悬臂梁，分析其在集中力P 作用下自由端的变形。

已知梁的材料为10号热轧工字钢，其横截面面积A =14.345 cm 2，截面高度H =100 mm ，惯性矩I xx =245 cm 4。

梁的长度L =1 m ，集中力P =10000 N 。

钢的弹性模量E =2×1011 N/m 2，泊松比μ=0.3。

根据材料力学的知识，该梁自由端的挠度为 38113xx 310803.61024510231100003--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==EI PL f m （6-1） 6.2 分析步骤6.2.1 过滤界面拾取菜单Main Menu →Preferences 。

弹出的图6-2所示的对话框，选中“Structural ”项，单击“Ok ” 按钮。

图 6-1 悬臂梁图 6-2 过滤界面对话框52 ANSYS 在机械工程中的应用25例图 6-3 单元类型对话框 6.2.2 创建单元类型拾取菜单Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 。

弹出的图6-3所示的对话框，单击“Add ”按钮；弹出的图6-4所示的对话框，在左侧列表中选“Structural Beam ”，在右侧列表中选“2D elastic 3”，单击“Ok ” 按钮；返回到图6-3所示的对话框，单击图6-3所示的对话框的“Close ”按钮。

6.2.3 定义实常数拾取菜单Main Menu →Preprocessor →Real Constants →Add/Edit/Delete 。

在弹出的“Real Constants ”对话框中单击“Add ”按钮，再单击随后弹出的对话框的“Ok ” 按钮，弹出图6-5所示的对话框，在“AREA ”、“IZZ ”、“HEIGHT ”文本框中分别输入、245e-8、0.1，单击“Ok ” 按钮。

实验三：ANSYS结构静力分析

实验三：ANSYS结构静⼒分析实验三：ANSYS结构静⼒分析静⼒分析实验1—⾃⾏车框架的结构分析⾃⾏车框架的结构分析具体步骤1.定义⼯作名、⼯作标题（学号）过滤参数①定义⼯作名：Utility menu > File > Jobname②⼯作标题：Utility menu > File > Change Title2.选择单元类型Main Menu >Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete① 3D elastic straight pipe②单击Element Types 对话框中的Options按钮，单击K6，在下拉列表框中选择Include Output选项，然后单击OK按钮。

这样在输出结果数据时，将得到应⼒和扭距值。

单击Element Type 对话框中Close按钮，结束单元类型参数定义操作。

3.单元实常数设定Main Menu >Preprocessor > Real Constants > Add/Edit/Delete在弹出的对话框中单击Add按钮，选择Type 1 PIPE6（在只有⼀个单元类型时系统默认选定状态）。

单击OK按钮。

键⼊下⾯的⼏何参数：外径（Outside diameter OD）：25管壁厚度（Wall thickness TKWALL）：2定义了外径为25mm，壁厚为2mm 的管。

单击OK按钮。

4.设置材料属性Main Menu >Preprocessor > Material Props > Material Models> Structural > Linear > Elastic >Isotropic弹性模量EX＝70000泊松⽐PRXY＝0.335.实体建模根据以给定的坐标值，建⽴8个关键点，并对应连接各点构成⾃⾏车的三维桁架结构其中L=（500+学号）mm①创建关键点操作：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS②由关键点⽣成线的操作：Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > In Active Coord保存结果Toolbar: SAVE_DB6.划分⽹格①设定⽹格尺⼨：Meshing > Size Cntrls > ManualSize > Lines > All Lines在SIZE 栏中，键⼊想得到的单元长度，在本例中取单元长度为20mm，在数据栏中键⼊20②划分⽹格：Preprocessor > Meshing > Mesh > Lines在Mesh Lines对话框中单击Pick All钮完成⽹格划分。

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作业5：求解及结果后处理练习
1、计算圆拱的受力和变形。

考虑此问题的对称性，故支座连线中点为原点建立坐标系。

由几何关系知左支座坐标（-sqrt(5*195)，0），右支座坐标（sqrt(5*195)，0）。

在（0，-95）处新建柱坐标系，然后拾取两点创建线，即得要求圆拱。

采用beam3单元，输入实常数和材料特性。

将圆拱分为20段，标注信息得单元如下图所示：
图1.单元图示
a．竖向均布荷载
竖向均布荷载通过等效集中荷载施加，若通过重力荷载施加，则荷载集度在两端明显较大，不符合题意要求。

均布荷载等效节点集中力p=100*sqrt(5*195)/10= 312.2499N,共19个集中荷载，如下图所示：
等效集中荷载
图2.竖向均布荷载图示计算结果如下：
最大竖向变形
发生在跨中
图3. 整体变形图
轴力沿杆轴变化不大
图4. 轴力图（N）
弯矩沿杆轴正弦变化
图5.弯矩图(N·m)
b．径向均布荷载
径向均布荷载通过pressure on beam施加，如下图所示：
pressure on beam
图6.径向均布荷载图
最大竖向位移小于竖向
均布荷载（0.425E-4）
图7.整体变形图
轴力沿杆轴无变化
图8.水平位移云图
弯矩沿杆轴抛物线变化图9.框竖向位移云图
2、计算双椭圆孔板拉伸问题，生成恰当的有限元网格，并通过网格细分考察结果精度，再计算双孔均匀内压情况。

a．粗糙网格双椭圆孔拉伸
图10.单元图示
图11.整体变形图
图12.水平位移云图
图13.总位移矢量云图图14.X向应力云图变形最小区域
应力集中程度2.5353
图15.Y 向应力云图
图16. V on Mises 等效应力云图
b．精细网格拉伸
区域不规整，此部应不受扰。

图17.总位移矢量云图
图18.总位移矢量云图
位移最大值15.983>15.968
图19.
总位移矢量云图
图20.总位移矢量云图
位移最大值15.983（网格细化后）>15.968
图21.X 向应力云图
图22.Y 向应力云图
应力集中程度2.5447>2.5353
图23. V on Mises 等效应力云图
c．精细网格均匀内压
图24.
总位移矢量云图
图25.总位移矢量云图
图26.
总位移矢量云图
水平位移最大区
竖向位移最大区图27.总位移矢量云图
位移最大区
图28.总位移矢量云图
最大X向应
力10.675
图29.X向应力云图
最大Y向应
力20.59
图30.Y向应力云图
未受扰区域
图31. V on Mises等效应力云图
3、分别用自由分网和映射分网对汽车连杆进行网格划分。

a．粗糙网格拉伸
有限元网格和边界条件如下：
结果如下：
图33.整体变形图
图34.水平位移云图图35.竖向位移云图
最大竖向位移
图36.总位移矢量云图
图37..X 向应力云图
水平位移约束点
图38.Y 向应力云图
图39. V on Mises 等效应力云图
c．精细网格拉伸
有限元网格和边界条件如下：
深蓝色区域为等
效应力最小区域
结果如下：
图41.整体变形图
图42.水平位移云图图43.竖向位移云图
最大竖向位移：
20.667（细网格）>19.89
图44.总位移矢量云图
图45.X 向应力云图
水平位移
约束点
图46.Y向应力云图
图47. V on Mises等效应力云图
等效应力峰值18.037>17.066
c．粗糙网格集中力
为了计算等效集中力，在大圆环内施加内压，小圆环不施加压力，然后求解得到约束反力，即得等效集中力大小为2.5383N，有限元网格和边界条件如下：
图48.人工映射分网结果如下：等效集中力=2.5383N
图49.整体变形图
图50.水平位移云图
图51.竖向位移云图
图52.总位移矢量云图
集中力下最大竖向位移：
29.339>19.89（线布荷载）
图53.X 向应力云图
图54.Y 向应力云图
等效应力最小区
域变大。

图55. V on Mises等效应力云图
d．精细网格集中力
对网格进行细分，网格和边界条件如下：
图56.人工映射分网
图57.整体变形图
图58.水平位移云图
图59.竖向位移云图
图60.总位移矢量云图
网格细分后最大竖向位移：
30.281>29.339
图61.X 向应力云图
图62.Y 向应力云图
等效应力最小区
域更大更精细。

图63. V on Mises等效应力云图
d．定性结论:
1．网格细分后，计算值都会增大，更接近理论值。

尤其是集中力作用处的应力细分后增大更为明显。

2.线布荷载作用下，由于荷载竖向分量产生的水平位移部分抵消了水平荷载分量产生的水平位移，得到的位移和应力均小于等效水平集中力下的相应量。

3.局部集中荷载下的影响区在网格细分后变小，形状也变得规整。