CAD课设Word下载.docx
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6
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MainMenu/Preprocessor/modeling/Create/Keypoints/inActiveCS,弹出下示对话框,输入坐标值。
生成直线:
运行主菜单MainMenu>
Preprocessor>
Modeling>
Create>
Lines>
StraightLine命令,依次点击关键点再点击OK完成。
(2).建立平面
MainMenu>
Create>
Areas>
Arbitrary>
Bylines按顺序选中各直线,OK。
(3)画两个小圆平面
MainMenu/Preprocessor/modeling/Create/Areas/Circle/SolidCircle在弹出的对话框中的WPX,WPY,Radius文本框中依次输入“50”,“-50”,“30”,点击Apply按钮,然后再依次输入“218”,“-35”,“15”,点击OK按钮。
如图,这就生成了两个圆平面。
(4)运用布尔运算形成两个孔
MainMenu/Preprocessor/modeling/Operate/Booleans/Subtract/Areas弹出对话框后先选择最大的平面,点击Apply,然后选择两个小圆平面,单击OK。
即形成圆孔。
如下图所示
(5)划分网格
定义网格尺寸
MainMenu/Preprocessor/Meshing/SizeCntrls/ManualSize/Areas/AllAreas,弹出对话框,输入单元边长:
3。
划分网格:
MainMenu/Preprocessor/Meshing/Mesh/Areas/Free,弹出对话框,点击“PickAll
四、加载和求解
1、定义分析类型
MainMenu/Solution/AnalysisType/NewAnalysis,选择Static。
2、定义约束
MainMenu/Solution/DefineLoads/Apply/Structural/Displacement/OnLines左边竖直线,点击OK,弹出对话框选择AllDOF。
3、加载荷
MainMenu/Solution/DefineLoads/Apply/Structural/Pressure/OnLine弹出对话框后选择所受载荷的线,点OK后弹出另外一对话框,在两个文本框中输入340,点击OK
4、求解
MainMenu/Solution/Solve/CurrentLS在弹出的对话框中选择OK按钮
五、后处理
1、查看总体变形
MainMenu/GeneralPostproc/PlotResults/Def+undefedge,弹出的对话框点击OK。
结果如下图:
2、查看位移分布图
MainMenu/GeneralPostproc/PlotResults/ContourPlot/NodalSolu,在弹出的对话框中选择NodalSolution/DOFSolution/Displacementvectorsum,单击OK。
3、查看应力分布图
MainMenu/GeneralPostproc/PlotResults/ContourPlot/NodalSolu,在弹出的对话框中选:
NodalSolution/Stress/vonMisesstress或1stPrincipalstress单击OK。
。
第二题(简单三维问题):
卷扬机卷筒心轴的材料为45钢,轴的结构和受力情况如下图所示。
请先用材料力学计算公式校核心轴的强度;
然后利用有限元软件对模型进行有限元分析;
并最后对两者的结果进行比较分析。
数据(长度单位mm,力单位KN)
E
F
215
935
92
102
88
40
(1)
理论计算:
1模型简化:
在竖直方向:
FA+FB=2F
以A点为矩心:
215F+1150F=1265FB
联立方程可以得到:
FA=36.5KNFB=43.5KN
M(A)=0,M(B)=0,M
(1)=FA×
225×
10-3=8.19KN.M
M
(2)=FB×
115×
10-3=5.01KN.M
连接M(A)、M(B)、M
(1)、M
(2)作图:
由弯矩图可知危险截面可能发生在1-1截面,
M(4)=FA(225×
10-3-110×
10-3/2)=6.19KN.M
M(3)=FA(225×
10-3+110×
10-3/2)-40(110×
10-3/2)=8KN.M
经计算1=79MP,3=128MP,4=84MP可知危险截面是3-3截面.
(2)前处理
以零件最左端中心点为坐标原点,建立空间直角坐标系。
<
一>
参数设置
单元类型:
ElementType>
Add/Edit/Delet命令,弹出ElementTypes对话框,单击Add按钮新建单元类型,弹出LibraryofElementTypes对话框,先选择单元大类为solid,接着选择10node92,单击OK按钮,完成单元类型选择。
材料属性:
运行主菜单MainMenu>
MaterialProps>
MaterialModels命令,系统显示材料属性对话框。
在材料属性对话框中依次选择StructureLinear>
Elastic>
Isotropic。
完成选择后,弹出材料属性输入对话框,分别输入弹性模量2.1e1,泊松比0.3,单击OK按钮完成材料属性输入。
二>
建模
节点号
7
8
17
X=0
(y,z)
(0,0)
(35,0)
(35,100)
(46,100)
(46,220)
(51,220)
(51,330)
(43.,330)
(51,1200)
10
11
12
13
14
15
16
9
18
(51,1145)
(51,1255)
(55,1255)
(55,1265)
(35,1265)
(35,1365)
(0,1365)
(43,1145)
(51,275)
(1)绘制关键点:
Keypoints>
InActiveCS命令,在对话框中分别输入
(2)生成直线:
(3)生成平面:
Arbitrary>
ByLines命令,依次点击各条直线,再点击OK完成。
(4)旋转生成零件:
Operate>
Extrude>
AboutAxis命令,选取整体再选2点,OK,在弹出的对话框中ARC项输入360,再单击OK按钮完成。
三>
划分网格
运行主菜单MainMenu>
Meshing>
MeshTool命令,出现MeshTool菜单,选中SmartSize并将其水平值设为3,形状选Tex。
单击Mesh按钮划分网格,在出现的对话框中单击PickAll按钮,系统将自动完成网格划分,如下图
四>
加载
(1)显示面:
运行下拉菜单UtilityMenu>
Plot>
Areas,把图形显示为面。
(2)施加约束:
Solution>
DefineLoads>
Apply>
Structural>
Displacement>
OnAreas命令,出现拾取菜单,选择零件左右两端圆柱面单击OK确定,出现约束定义对话框,选择AllDOF约束所有自由度,在DisplacementValue选项输入0,在单机OK在按钮,完成约束定义。
3)、加载荷
MainMenu/Solution/DefineLoads/Apply/Structural/Force/Moment/OnKeypoints,弹出对话框后选择所受载荷的点,点OK后弹出另外话框,选择UX,文本框中输入40000,单击OK。
加载后图形如下
五>
求解计算及结果
Solve>
CurrentLS命令,出现菜单中单击OK按钮确定,计算机开始进行求解,求解后出现“Solutionisdone”,在单击Close按钮完成求解。
6、后处理
(1)、查看总体变形
MainMenu/GeneralPostproc/PlotResults/Deformedshape,弹出的对话框点击OK。
(2)、查看位移分布图
MainMenu/GeneralPostproc/PlotResults/ContourPlot/NodalSolu,在弹出的对话框中选择NodalSolution/DOFSolution/Displacementvectorsum,单击OK
(3)、查看应力分布图
NodalSolution/Stress/vonMisesstress
第三题(常见零件):
一、如图所示零件,工作时该零件由图示2个螺栓(沉孔位置)固定在其它支座平面上,沿A向Φ18凸台承受F1作用力,同时Φ16孔承受向下F2作用力,零件材料为铸钢,图中长度单位为mm。
建立三维实体模型,采用静力分析该零件的变形和应力状况。
数据(长度单位mm,力单位N)
F1
F2
84
Ф17
900
1700
(1)前处理
步骤一创建几何实体模型
1.在PROE中保存iges文件
点选文件>
保存副本>
选择iges格式保存。
2.用ANSYS打开iges文件。
步骤二进行单元属性定义
1定义单元类型。
Proprocessor>
ElementType>
Add/Edit/Delete
弹出对话框中后,点“Add”。
双弹出对话框,选“Solid”和brick“8node45”,点“OK”,退回到前一个对话框。
2.设置单元选项
点“ElementType”对话框中的“Options”
K5处选:
Nodalstree(表示需要额外输出单元节点应力)
3.定义材料属性
MaterialModels.弹出对话框,双击Structural>
Liner>
输入弹性模量和泊松比点击ok。
步骤三对整个图形进行网格划分
1.定义网格(单元)尺寸
SizeCntrls>
smartSize>
basic,弹出对话框,输入单元边长为:
3
1.划分网格
Mesh>
Volumes>
Free,弹出对话框,点“PickAll”
四.加载和求解
1.定义分析类型
MainMenu>
Solution>
AnalysisType>
NewAnalysis,选择Static
2.定义位移约束
DefineLoads>
Apply>
Displacement>
OnAreas,在弹出对话框中选Circle
以小孔中心为圆心画圆,将圆周边刚好划入,OK.
在弹出的对话框中选全约束,输入值为:
0
2.加载荷
Structural>
Pressure>
OnAreas,选取沿A向Φ18凸台加载的.点OK。
弹出对话框后,输入值,点OK
OnAreas,对Φ16孔加载,点OK。
3.求解
Solve>
CurrentLS
(2)后处理
1.查看总体变形
GeneralPostproc>
PlotResults>
Deformedshape
2.查看应力分布图
ContourPlot>
NodalSolution,在弹出的对话框中选:
NodalSolution>
Stress>
vonMisesstress
二、如图所示轴,工作时所受扭矩为T,轴材料为45#钢,图中长度单位为mm。
建立三维实体模型,采用静力分析其变形和应力状况。
(提示:
两键槽传递扭矩)
T
Ф130
Ф58
Ф75
64
30
14250
1、使用三维建模软件proe建模
模型如下图
2、定义单元类型
双弹出对话框,选“Solid”和“10node92”,点“OK”,退回到前一个对话框
3、定义单元材料属性
选MainMenu/preprocessor/MaterialProps/MaterialModels,弹出DefineMaterialModelBehavior对话框,在右边的MateriaModelsAvailable框中选Structural/Liner/Elastic/Isotropic选项双击Isotropic标识
弹出LinearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1对话框。
在杨氏模量EX文本框中输入2e11,在泊松比PRXY文本框中输入0.3.这就定义了一种材料属性
5.划分网格
MainMenu>
MeshTool,弹出对话框,勾选SmartSize按钮,拖动其下的fine,Coarse滚动条到7的位置,单击Mesh按钮,弹出一个拾取框,单击PickAll按钮,生成有限元网
6、加载和求解
(1)、定义分析类型
(2)、定义约束
MainMenu/Solution/DefineLoads/Apply/Structural/Displacement/OnAreas,弹出对话框后选择六个螺栓的圆柱面的下接触面,点击OK,弹出对话框选择AllDOF。
(3)、加载荷
MainMenu/Solution/DefineLoads/Apply/Structural/Pressure/OnAreas,弹出对话框后选择左端键槽的上半面,点OK后弹出另外一对话框,文本框中输入475,单击OK。
同样的方法在右端键槽下半面加力,输入值,475,(这些力值是通过施加的扭矩换算过来的)
(4)、求解
6、后处理
MainMenu/GeneralPostproc/PlotResults/Deformedshape,出的对话框点击OK。
结果如图:
2)、查看位移分布图
MainMenu/GeneralPostproc/PlotResults/ContourPlot/NodalSolu,在弹出的对话框中选择NodalSolution/DOFSolution/Displacementvectorsum,单击OK
NodalSolution/Stress/vonMisesstress或1stPrincipalstress
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