ANSYS“有限元”上机操作实例.doc

09级研究生“有限元”课程上机大作业 姓名：刘寅 学号：509010029 1、下图所示为一个支座类零件的结构示意图，要求用ANSYS软件建立相应的实体模型和有限元离散模型，说明所用单元的种类、单元数和节点总数。（单位：mm） 解：用ANSYS建立的几何实体模型如图1.1所示： 图1.1 ANSYS建立的几何实体模型 网格划分后的离散模型如图1.2所示： 图1.2 有限元离散模型 所用单元类型为Solid92，单元数为52814个，节点数目为79677个。 2、下图所示为一个直齿圆柱齿轮的结构示意图（单位mm），齿数Z=28个。要求用ANSYS软件建立相应的实体模型和有限元离散模型，说明所用单元的种类、单元数和节点总数。 解：建立的几何实体模型如图2.1所示： 图2.1 ANSYS建立的几何实体模型 网格划分后的离散模型如图1.2所示： 图2.2 有限元离散模型 所选用的单元类型为Solid92，单元数为44664个，节点数为71815。 3、图示四边固定的钢板，在中央处放置一圆柱体铝锭。铝锭的高和直径均为5cm，上表面施加了100MPa的外压；正方形钢板边长20cm，厚2.5cm。已知静摩擦因数；铝的材料参数，，；钢的材料参数，，。研究钢板的变形和应力情况。 解：用ANSYS建立的几何模型及网格划分如图3.1所示： 图3.1 几何模型网格划分 定义接触面，然后进行位移约束及加载，进行求解。 加载后的结果显示如图3.2所示： 图3.2 加载后的结果 应变分布如图3.3所示： 图3.3 应变分布图 应力分布如图3.4所示： 图3.4 应力分布图 4、利用有限元软件研究下图中轮子的受力分析——应力和应变。轮子仅承受轴旋转角速度的作用。已知角速度为，材料，，，图示尺寸每单位为10cm，不考虑自重影响。 解：建立轮子的几何模型，划分网格后，对轮的内表面进行边界条件约束，加载，运算。在旋转角速度的作用下， 应变分布如图4.1所示： 图4.1 应变分布图 应力分布如图4.2所示： 图4.2 应力分布图 5、图示中心具有圆孔的正方形薄板，两侧受到垂直板边随时间变化的均布载荷作用。设板边长为，圆孔直径，材料，，厚度。试用有限元软件计算截面上的点正应力随时间变化情况。 解：薄板只承受长度方向的载荷，简化为平面应力问题，根据薄板的对称性，选择整体结构的1/4建立模型，进行分析。应力分布如图5.2所示： 图5.2 应力分布图 当x=0，y=0.5的应力变化如图如图5.2所示： 图5.2 x=0，y=0.5的应力变化 09级研究生“有限元”课程 上机大作业 姓 名：刘 寅 学 号：509010029 任课教师：陈 爱 军 -100 200 100 P(MPa) t(s) 圆心角p/48 圆心角p/28 圆心角p/14 单齿的结构示意图 14 54 Φ30 Φ50 Φ90 Φ132 Φ155 铝锭 钢板 Φ180 42 0 4 3 2 1 x y P P d=2a