有限元原理与工程应用.docx
- 文档编号:13641517
- 上传时间:2023-06-15
- 格式:DOCX
- 页数:25
- 大小:722.85KB
有限元原理与工程应用.docx
《有限元原理与工程应用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《有限元原理与工程应用.docx(25页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
有限元原理与工程应用
有限元原理与工程应用
问题:
如图所示的支座,在中心孔添加220Pa的压力,分析支座的变形及应力密度分布。
一、问题分析:
采用自顶向下的建模方法,即采用3D体素建立支座的几何模型并选择SOLID92单元划分网格。
二、求解步骤:
1.定义工作名和工作标题
1)选择UtilityMenu/File/ChangeJobname命令,出现ChangeJobname对话框,在[/FILNAM]Enternewjobname文本框中输入工作文件名Abutment,单击OK按钮关闭该对话框。
2)选择UtilityMenu/File/ChangeTitle命令,出现ChangeTitle对话框,在[/TITLE]Enternewtitle文本框中输入Theanalysistoanabutment。
2.定义单元类型
1)选择MainMenu/Preprocessor/ElementType/Add/dit/Delete命令,出现ElementType对话框,单击Add按钮,出现LibraryofElementTypes对话框。
在LibraryofElementTypes列表框中选择StructuralSolid,Tet10node92,在Elementtypereferencenumber文本框中输入1,单击OK按钮关闭该对话框。
2)单击ElementTypes对话框上的Close按钮,关闭该对话框。
3.定义材料特性
选择MainMenu/Preprocessor/MaterialProps/MaterialModel,打开[DefineMaterialModelBehavior]材料属性对话框,在[MaterialModelsAvailable]窗口中双击下面路径:
Structural/Linear/Elastic/Isotropic,打开另一对话框。
在弹性模量EX一项中输入2e11,在PRXY一项中输入0.3,单击OK按钮关闭此对话框,“MaterialModelNumber1”出现在[MaterialModelDefined]窗口中。
选择菜单Material/Exit,退出[DefineMaterialModelBehavior]对话框。
4.创建几何模型
1)选择UtilityMenu/PlotCtrls/Style/Color/ReverseVideo命令,设置显示颜色。
这样可以将ANSYS显示窗口的颜色从默认的黑色转变为白色。
2)UtilityMenu/PlotCtrls/ViewSettings/ViewingDirection命令,出现ViewingDirection对话框,在XV,YV,ZVCoordsofviewpoint文本框中分别输入1、1、1,其余选项采用默认设置,单击OK按钮关闭该对话框。
3)选择UtilityMenu/PlotCtrls/ViewSettings/AngleofRotation命令,出现AngleofRotation对话框,在THETAAngleindegrees文本框中输入-90,在AxisAxisofrotation下拉列表中选择GlobalCartesX,其余选项采用默认设置,如图2所示,单击OK按钮关闭该对话框。
图2旋转角度设置对话框
4)UtilityMenu/PlotCtrls/Numbering命令,出现PlotNumberingControls对话框,选择VOLUVolumenumber选项,使其状态从Off变为On,单击OK按钮关闭该对话框。
这样可以显示体积编号。
5)选则MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Block/ByDimensions命令,出现CreateBlockbyDimensions对话框,在X1,X2X-coordinates文本框里输入-100,100,在Y1,Y2Y-coordinates文本框中输入-198,198,在Z1,Z2Z-coordinates文本框中输入0,30,如图3所示,单击OK按钮关闭该对话框。
图3创建块体对话框
6)选择UtilityMenu/Plot/Volumes命令,ANSYS显示窗口显示如图4所示的生成块体的结果。
图4生成的块体结果显示
7)选择则MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Block/By/Dimensions命令,出现createBlockbyDimensions对话框,在X1,X2X-coordinates文本框里输入-100,100,在Y1,Y2Y-coordinates文本框中输入-125,125,在Z1,Z2Z-coordinates文本框中输入0,15,单击OK按钮关闭该对话框。
8)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Subtract/Volumes命令,出现SubtractVolumes拾取菜单,在文本框中输入1,单击Apply按钮,在文本框中输入2,单击OK按钮关闭该菜单。
此操作为体积相减操作,也可用鼠标点击选择两个体积。
9)选择MainMenu/Preprocessor/NumberingCtrls/CompressNumbers命令,出现CompressNumbers对话框,在LabelItemtobecompressed下拉列表中选择Volumes,单击OK按钮关闭该对话框,体积编号压缩。
10)选择UtilityMenu/Plot/Volumes命令,ANSYS显示窗口将显示如图5所示的体相减后的结果。
图5体相减结果显示
11)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cylinder/PartialCylinder命令,出现PartialCylinder对话框,在WPX文本框中输入60,在WPY文本框中输入160,在Rad-1文本框中输入20,在Theta-1文本框中输入0,在Rad2文本框中输入0,在Theta-2文本框中输入360,在Depth文本框中输入35,如图6所示,单击OK按钮关闭该对话框。
图6创建圆柱体对话框
12)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cylinder/PartialCylinder命令,出现PartialCylinder对话框,在WPX文本框中输入-60,在WPY文本框中输入160,在Rad-1文本框中输入20,在Theta-1文本框中输入0,在Rad2文本框中输入0,在Theta-2文本框中输入360,在Depth文本框中输入35。
13)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cylinder/PartialCylinder命令,出现PartialCylinder对话框,在WPX文本框中输入60,在WPY文本框中输入-160,在Rad-1文本框中输入20,在Theta-1文本框中输入0,在Rad2文本框中输入0,在Theta-2文本框中输入360,在Depth文本框中输入35。
14)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cylinder/PartialCylinder命令,出现PartialCylinder对话框,在WPX文本框中输入-60,在WPY文本框中输入-160,在Rad-1文本框中输入20,在Theta-1文本框中输入0,在Rad2文本框中输入0,在Theta-2文本框中输入360,在Depth文本框中输入35。
15)选择UtilityMenu/Plot/Volumes命令,ANSYS显示窗口将显示如图7所示的生成圆柱体结果。
图7生成圆柱体结果显示
16)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Subtract/Volumes命令,出现SubtractVolumes拾取菜单,在文本框中输入1,单击Apply按钮,在文本框中输入2,3,4,5,单击OK按钮关闭该菜单。
此操作为体积相减操作,也可用鼠标点击选择体积。
17)选择MainMenu/Preprocessor/NumberingCtrls/CompressNumbers命令,出现CompressNumbers对话框,在LabelItemtobecompressed下拉列表中选择Volumes,单击OK按钮关闭该对话框,体积编号压缩。
18)选择UtilityMenu/Plot/Volumes命令,ANSYS显示窗口将显示如图8所示的体相减后的结果。
图8体相减结果显示
19)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Keypoints/InActiveCS命令,出现CreateKeypointsinActiveCoordinateSystem对话框,在NPTKeypointnumber文本框中输入51,在X,Y,ZLocationinactiveCS右面3个文本框中一次输入-15、-150、30,单击OK按钮关闭该对话框。
20)参照上一步的操作过程,在ANSYS显示窗口生成以下关键点编号及其坐标:
52(15,-150,30);53(-15,150,30);54(15,150,30);55(-15,75,280);56(15,75,280);57(-15,-75,280);58(15,-75,280)。
21)选择UtilityMenu/Select/Entities命令,出现SelectEntities对话框,在第一个下拉列表中选择Keypoints,在第二个下拉列表中选择ByNum/Pick,在第3栏中选择FromFull单选项,如图9所示。
单击OK按钮,出现SelectKeypoints拾取菜单,在第4栏中选择Min,Max,Inc单选项,在文本框中输入51,58,如图10所示,单击OK按钮关闭该拾取菜单。
图9选择实体对话框图10选择关键点拾取菜单
22)选择UtilityMenu/Plot/Keypoints/Keypoints命令,ANSYS显示窗口将显示如图11所示的生成关键点结果。
图11生成关键点结果显示
23)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Arbitrary/ThroughKps命令,出现CreateVolumesth拾取菜单,在文本框中输入52,51,53,54,58,57,55,56的关键点,单击OK按钮关闭该菜单。
24)选择UtilityMenu/Select/Everything命令,选择所有实体。
25)选择UtilityMenu/Plot/Vllumes命令,ANSYS显示窗口将显示生成体的结果,如图12所示。
图12生成体结果显示
26)选择UtilityMenu/WorkPlane/OffsetWPbyIncrements命令,出现OffsetWP对话框,在X,Y,ZOffsets文本框中输入60,0,280,单击OK按钮关闭该对话框。
27)选择UtilityMenu/WorkPlane/ChangeActiveCSto/GlobalCylindrical命令,将当前激活坐标系转换为柱坐标系。
28)选择UtilityMenu/WorkPlane/OffsetWPbyIncrements命令,出现OffsetWP对话框,在XY,YZ,ZXAngles文本框中输入90,90,180,单击OK按钮关闭该对话框。
29)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cylinder/PartialCylinder,出现PartialCylinder对话框,在WPX文本框中输入0,在WPY文本框中输入0,在Rad-1文本框中输入75,在Theta-1文本框中输入0,在Rad-2文本框中输入0,在Theta-2文本框中输入360,在Depth文本框中输入120,单击OK按钮关闭该对话框。
30)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Add/Volumes命令,出现AddVolumes拾取菜单,单击PickAll按钮关闭该菜单。
31)选择MainMenu/Preprocessor/NumberingCtrls/CompressNumbers命令,出现CompressNumbers对话框,在LabelItemtobecompressed下拉列表中选择Volumes,单击OK按钮关闭该对话框,完成体积编号压缩。
32)选择UtilityMenu/Plot/Vllumes命令,ANSYS显示窗口将显示生成体的结果,如图13所示。
图13体相加结果显示
33)选择UtilityMenu/File/Saveas命令,出现SaveDatabase对话框,在SaveDatabaseto文本框中输入Abutment.db,保存上述操作过程,单击Ok按钮关闭该对话框。
34)选择UtilityMenu/WorkPlane/OffsetWPbyIncrements命令,出现OffsetWP对话框,在XY,YZ,ZXAngles文本框中输入90,90,90,单击OK按钮关闭该对话框。
35)选择UtilityMenu/WorkPlane/OffsetWPbyIncrements命令,出现OffsetWP对话框,在X,Y,ZOffsets文本框中输入0,60,0,单击OK按钮关闭该对话框。
36)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cylinder/PartialCylinder,出现PartialCylinder对话框,在WPX文本框中输入0,在WPY文本框中输入0,在Rad-1文本框中输入25,在Theta-1文本框中输入0,在Rad-2文本框中输入0,在Theta-2文本框中输入360,在Depth文本框中输入80,单击OK按钮关闭该对话框。
37)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Add/Volumes命令,出现AddVolumes拾取菜单,单击PickAll按钮关闭该菜单。
38)选择MainMenu/Preprocessor/NumberingCtrls/CompressNumbers命令,出现CompressNumbers对话框,在LabelItemtobecompressed下拉列表中选择Volumes,单击OK按钮关闭该对话框,完成体积编号压缩。
39)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cylinder/PartialCylinder,出现PartialCylinder对话框,在WPX文本框中输入0,在WPY文本框中输入0,在Rad-1文本框中输入15,在Theta-1文本框中输入0,在Rad-2文本框中输入0,在Theta-2文本框中输入360,在Depth文本框中输入80,单击OK按钮关闭该对话框。
40)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Subtract/Volumes命令,出现SubtractVolumes拾取菜单,用鼠标在ANSYS显示窗口选择编号为V1的体,单击OK按钮,再选择编号为V2的按钮,单击OK按钮关闭该菜单。
41)选择MainMenu/Preprocessor/NumberingCtrls/CompressNumbers命令,出现CompressNumbers对话框,在LabelItemtobecompressed下拉列表中选择Volumes,单击OK按钮关闭该对话框,体积编号压缩。
42)选择UtilityMenu/WorkPlane/OffsetWPbyIncrements命令,出现OffsetWP对话框,在XY,YZ,ZXAngles文本框中输入90,90,90,单击OK按钮关闭该对话框。
43)选择UtilityMenu/WorkPlane/OffsetWPbyIncrements命令,出现OffsetWP对话框,在X,Y,ZOffsets文本框中输入0,0,60,单击OK按钮关闭该对话框。
44)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Cylinder/PartialCylinder,出现PartialCylinder对话框,在WPX文本框中输入0,在WPY文本框中输入0,在Rad-1文本框中输入50,在Theta-1文本框中输入0,在Rad-2文本框中输入0,在Theta-2文本框中输入360,在Depth文本框中输入-120,单击OK按钮关闭该对话框。
45)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Subtract/Volumes命令,出现SubtractVolumes拾取菜单,用鼠标在ANSYS显示窗口选择编号为V1的体,单击OK按钮,再选择编号为V2的按钮,单击OK按钮关闭该菜单。
46)选择MainMenu/Preprocessor/NumberingCtrls/CompressNumbers命令,出现CompressNumbers对话框,在LabelItemtobecompressed下拉列表中选择All,单击OK按钮关闭该对话框,完成所有实体编号压缩。
47)选择UtilityMenu/Plot/Vllumes命令,ANSYS显示窗口将显示生成体的结果,如图14所示。
图14体相减结果显示
48)选择UtilityMenu/Workplane/AlignWPwith/GlobalCartesian命令。
49)选择UtilityMenu/Workplane/ChangeActiveCSTo/GlobalCartesian命令,将当前激活坐标系设置为笛卡儿坐标系。
50)参照步骤19)的操作过程,在ANSYS显示窗口生成以下关键编号及其坐标:
90(-100,-15,30);91(-100,15,30);92(100,15,30);93(100,-15,30);94(-55,-15,220);95(-55,15,220);96(55,15,220);97(55,-15,220).
51)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Volumes/Arbitrary/ThroughKps命令,出现CreateVolumesth拾取菜单,在文本框中输入90,91,92,93,94,95,96,97的关键点,单击OK按钮关闭该菜单。
52)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Add/Volumes命令,出现AddVolumes拾取菜单,单击PickAll按钮关闭该菜单。
53)选择MainMenu/Preprocessor/NumberingCtrls/CompressNumbers命令,出现CompressNumbers对话框,在LabelItemtobecompressed下拉列表中选择All,单击OK按钮关闭该对话框,完成所有实体编号压缩。
54)选择UtilityMenu/Plot/Volumes命令,ANSYS显示窗口将显示生成体的结果,如图15所示。
图15体相加结果显示
55)选择UtilityMenu/File/Saveas命令,出现SaveDatabase对话框,在SaveDatabaseto文本框中输入Abutment.db,保存上述操作过程,单击Ok按钮关闭该对话框。
56)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Areas/AreaFillet命令,出现AreaFillet拾取菜单,在文本框中输入4,40,单击OK按钮,出现AreaFillet,在NA1,NA2Intersectingareas右面的2个对话框中一次输入4、40,在RADFilletradius文本框中输入30,如图16所示。
图16面倒角对话框
57)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Areas/AreaFillet命令,出现AreaFillet拾取菜单,在文本框中输入3,41,单击OK按钮,出现AreaFillet,在NA1,NA2Intersectingareas右面的2个对话框中一次输入3、41,在RADFilletradius文本框中输入30。
58)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Areas/AreaFillet命令,出现AreaFillet拾取菜单,在文本框中输入4,46,单击OK按钮,出现AreaFillet,在NA1,NA2Intersectingareas右面的2个对话框中一次输入4、46,在RADFilletradius文本框中输入30。
59)选择MainMenu/Preprocessor/Modeling/Create/Areas/AreaFillet命令,出现AreaFillet拾取菜单,在文本框中输入44,47,单击OK按钮,出现AreaFillet,在NA1,NA2Intersectingareas右面的2个对话框中一次输入44、47,在RADFilletradius文本框中输入30,单击OK关闭该对话框。
60)选择MainMenu/preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Divide/Volumebyarea命令,穿DivideVolbyArea拾取菜单,在文本中输入1,单击OK按钮,在文本框中输入40,单击OK按钮关闭该菜单。
61)选择MainMenu/preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Divide/Volumebyarea命令,穿DivideVolbyArea拾取菜单,在文本中输入3,单击OK按钮,在文本框中输入41,单击OK按钮关闭该菜单。
62)选择MainMenu/preprocessor/Modeling/Operate/Booleans/Divide/Volumebyarea命令,穿DivideVolbyArea拾取菜单,在文本中输入4,单击OK按钮,在文本框中输入45,单击O
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 有限元 原理 工程 应用