《ANSYS报告支座零件建模及结构静力模拟分析》.docx

《材料成形过程数值模拟》题目:支座零件建模及结构静力模拟分析报告、问题描述图2•站支座类模壁的3D用^图上图为需要建立的模型的3Ｄ示意图,底座为３6Ｘ70的矩形，四个角均为半径为7的倒角,同时底座上还有四个半径为ﻩ４的通孔,底座上的主体是一个空心圆柱体，圆柱体高为44,内径为１0外径为１7,有一个凸台，凸台上有一个半径为６的通孔，同时在空心圆柱体两侧还有肋板使用材料为Q23５钢材,弹性模量为2０６０00Mpa,泊松比0.3,密度为7840kg/Ｍ3,屈服强度为23５Ｍps固定底面不　动，从上平面施加向下的ﻩ５０Mpa的载荷二、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,然后对底板的四个角进行倒角,然后在底板上建立四个圆柱体，用底板减去圆柱通孔建立中心的大圆柱体,然后再建立一个半径为ﻩ10的小圆柱体，用底板加上大圆柱体减去半径小的圆柱体形成空心圆柱体然后建立肋板，并减去空心圆柱体中心的部分肋板，修整肋板建立凸台，变换坐标系,建立一个圆柱体在凸台上,然后减去这个圆柱体达到打孔的目的，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，在模型上方施加50Mpa的载荷，通过软件对受力情况进行分析模拟并保存示意图。

三、模拟计算过程自上向下建模：1. 定义工作文件名和工作标题1 ）定义工作文件名：File|ChangＪob　nａme,输入文件名称，OK2)ﻩ定义工作工作标题：File|Cｈａnge　Titｌｅ，输入工作标题，OK3)重新显示：Ｐlｏt　|　Reｐｌot2. 显示工作平面１）显示工作平面:WorkＰlane｜　DｉｓpｌayWorkingPｌａnｅ）关闭三角坐标符号：PlｏtCtrls　|Wｉndｏw　coｎｔroｌs|Winｄow　Options|Locaｔｉonoftriad|Notｓｈｏwｎ3)显示工作平面移动和旋转工具栏:WｏrkPｌa　ne｜Oｆfset　WP　by　Incｒｅmｅnts,把角度deｇreeｓ调整到90°，然后通过旋转X，Y,Z轴来建立，Ｘ轴在前,丫轴在右,Z轴在上的右手坐标系3. 生成支座底板１）生成矩形块：Preｐroｃｅssor　｜　Ｍodeｌｉng|Cｒｅate｜Vｏluｍes|Blocｋ｜　ＢyＤimensionｓ，MAY　II2019１6　348个相交的平面，回车确定,在曲面半径输入７,回车＇重复四次幅调rＡＲEA:201６0522然后分别输入o,36；　0,　70;0,1０。

ＶOＬＵMESTYPEMJＭ２0160５224. 支座底板倒角操作，然后用鼠标选择两１)面倒角:Prepｒoceｓsｏr　|　Ｍodeling|　Ｃreate｜　Arｅａs｜ＡreａFｉlｌeｔ冲可UｓWAY　II２019ﻩ"TYPE　NUM20160522MAY112０１9１８DＯ：192) 体用倒角面分开：Ｐｒeproｃｅssor|Modeｌing|Operａtｅ|Boｏｌｅans　|Divide|Voｌumesbｙarea　»先选中整个矩形块,回车确认，在依次选中四个倒角面，确认体删除操作:Pｒepｒocessor|Ｍoｄeｌi　ng|Ｄeｌete|Voｌumeand　Ｂelowﻩ,依次选中四个角,确认,删除支座底板的4个角ARＥAＳTYPENUＭ>01605２2ﻬ支座底板打孔操作1）生成第1　个圆柱体：Ｐrｅpｒｏｃeｓsor　｜　Modｅling|Creaｔe　|Volumes|　Ｃylinder|Sｏlｉd　Cylｉ　nｄｅｒ输入ＷPX=7　WPY=７半径4,高度20,OK２)生成第2个圆柱体:Pｒeprｏｃeｓsor|Modelinｇ　|Creａte|Ｖoｌuｍes|Cyｌinder|ＳolidCyli　nder输入ＷPX＝2９　WPY＝７半径4，高度20，OK　3）生成第3个圆柱体:Prｅproｃessor｜Moｄeling｜Ｃrｅate　|Volumeｓ|Cylｉndｅr　|　Sｏlid　Cylindｅr输入ＷPX＝29　WPY=63半径4，高度20，OK4)生成第４个圆柱体：Preprocessoｒ|Mｏdｅlinｇ|　Crｅate　｜Volumes|　Ｃyliｎder｜ＳoliｄCyｌｉ　nｄer输入　WP　X=7WPＹ=6３半径4,高度20,OK５)体相减操作:Ｐreｐｒｏcesｓoｒ　|Moｄｅling|Oｐerａte|　Bｏoleaｎｓ｜Subtｒaｃt　｜Vｏlumes先选择被减的基体，OK在选择四个要减去的圆柱体，OＫVＯLUＭESTYPEＮUMVOLUMESMAＹ　12201９I3＾6：４ｄTYPＥNUMMAY122０19I3：49:O６2０1６05222０16０5226-生成中间的圆柱体1　）生成第1个圆柱体:Prｅprocessor｜Moｄelｉng｜Cｒeate｜Voｌｕmｅs|　Ｃyｌindｅr|SｏｌidCylｉ　ｎdｅr输入WPX=18WPY=35半径17,高度　4４，OK。

２）生成第2个圆柱体：Ｐreprocｅssoｒ|Ｍｏdeliｎg|Creａte|Ｖolｕｍes|Ｃyｌinder|ＳｏｌｉｄＣylinder输入WＰX=１8WPY=3５半径10,高度　60，ＯK３)ﻩ体相减操作：Preprocｅｓsｏr　|Ｍodeｌing|Ｏperａte|Boｏleaｎs|Suｂｔｒact　|　Ｖoｌuｍｅs先选中被减的支座底板和半径为17的圆柱体，OＫ再选择要减去半径为ﻩ10的圆柱体,OＫﻬVOLＵMEＳTＹPE性UM143３5ＡＮSYSii>.MAY　１２XM9VC€LIＭＥSTＹPＥ　HUM＾ｒi2201&U.Ｗ272016052２２０1６0522生成肋板１)生成矩形块:Prｅprocessor|Modelｉng｜Ｃｒeate|　Ｖｏlumeｓ　|Bｌock　|By　Dimenｓions,然后分别输入14.5,21.５;０,　70;10,３92）筋板用半径为17　的圆柱面分开:Ｐreprｏcessｏr　|Mｏdｅling|　Opｅrate　|Ｂooｌeanｓ|DivｉdeIＶolumesbｙ　ａrea　，先选择矩形块,OK再选择大圆柱的外表面，OK3）体删除操作:Ｐreprocessoｒ|　Mｏｄeｌiｎg　|　Dｅlete|VolumeａｎdBeｌoｗ选择半径为17的圆柱面所包围的那部分筋板,ﻩOＫ。

ＶOLUMESTYPE　NUMＶOLUMEＳ２01605２２MAY１2２0１9ﻫ14：21D1TＹPENMMiｌ"Y122０1９14:２523２０１60522修整肋板1)由关键点生成面:Preprｏcessｏr｜　Mｏdｅlｉnｇ　｜　Create　｜Areaｓ|　Aｒbｉtraｒｙ　|TｈroughKPs，选择确定平面的四个点，ＯK２）用面分解体：Preｐrｏｃessor　｜Ｍodeliｎg｜Operatｅ|Bｏoleans|Diｖide｜Voluｍesbyarea,先选择两边的肋板,OＫ再选在分开他们的两个面,OK3）删除体操作：Preｐroｃesｓor|Modeｌi　ng|Delete　｜VｏｌumeandＢeloｗﻩ,选中要删除的两块体积，OKhUJMAY12201915２2:0２VＯLUMESTYPE　ＮUMVOLUＭESTＹPＥNUMWＡY1２20191５：19:５１２0１６０５222０16０522ﻬ9　.生成凸台３)删除体操Preｐrocｅssor｜　Mｏdeｌiｎg｜Ｄeleｔｅ｜　VolumｅaｎｄBelow,选择要删除的部|Vｏlumｅsbyarea,先选择要被分开的矩形块，OK。

再选择大圆柱外表面,OＫ♦９分,VＯLUMEＳTＹPE　ＮUM"Y12201９１５：3735WＡY1220１915:３６２6VOLUＭESTＹPE　NＵM1　）生成矢巨形块：　Ｐrｅｐｒoceｓsor　|Mｏdeｌing｜Creａｔe｜Volumes|Ｂloｃk|　ByDimeｎsioｎｓ，然后分别输入18,　４0;24,46;　0，３82016０5222)凸台用半径为2０16０５２２1７的圆柱面分开:Prepｒocｅsｓor|　Ｍodeling|　Ｏperate|Bｏoleans｜　Diｖide1　o.在凸台上建立空心圆柱1)平移工作平面:ＷｏrkPlane|Ｏffset　WＰｂyIncreｍents，在上部的框中输入４0,　35,2６2)ﻩ旋转ZX工作平面：ＷｏrkPlanｅ|　Ｏfｆset　WPby　Ｉｎcremeｎｔs,ﻩ在下部的框中输入　0,　０,-９0３)ﻩ生成空心圆柱体:Prｅｐroｃｅｓsor|Mｏdelｉng|Creatｅ|Volｕmeｓ　|Cylinder|sｏlidＣylｉnｄer输入WPX=Q　WPY=0　半径6,高度22,OＫ4）ﻩ体相减操作:Ｐrepｒocessor|Modelｉ　ng|　Opｅratｅ｜Bｏｏleans|Subｔraｃt|　Ｖolumesﻩ,先选中凸台+空心圆柱,ＯK。

在选中要减去的半径为6的圆柱体,OＫVOＬＵMESTYPENＵMＭAY１2２０１916：O6X＞5VＯＬＵMEＳTＹＰENUM——ANSY５1FＭY122019161０８:5９201252２5　)合并所有体积：Preprｏcessｏｒ|　Modeｌing｜Operatｅ|Ｂｏoleａ　ns　|Aｄｄ｜６）关闭工作平面:Wｏrkplane　|ＤisplayWｏrkiｎgPｌanｅ7)ﻩ保存实体模型数据11　．划分有限元网格ﻬ１）选择单元类型:Prｅｐｒocesｓｏr｜EｌｅmeｎtTypｅ|Add／Ｅdit／Dｅletｅ单击Add”按钮,弹出单元类型库”对话框,选择Solｉｄ”中的Brｉck8node　185”选项，单击ＯKＣLOSE2）设置单元尺寸命令：Preｐｒocｅssoｒ|Ｍeshｉng｜ＳｉzｅCｔrls｜MａｎuａlSｉｚe|Gloｂe|　Sizｅｓizｅ输入1”，单击ＯK3)ﻩ生成有限元网格Prｅpｒocessor|　Meｓhing　|　Ｍeｓh｜Vｏlumes|Free在弹出的拾取框中，单击ＰＩCK　AＬＬ4)保存有限元模型数据1ELＥMＥＮTSANSYＳＭ9.ＩMAY1220191６:５9:03２0１605２212.输入数据1）Preprｏcｅsｓor｜MatｅｒiａlＳtructural|L　in　ear|Ｅｌａstiｃ|lsotropicProｐs|MａteｒiaｌModels，输入弹性模量２.06e５和泊松比0.３，OK2)Preprｏcessor｜MaterｉａｌﻩProps　|　MateｒiaｌＳtｒuctｕｒal｜Noｎ　lｉneａr|lnｅlaｓtｉc|RatｅIndｅpenｄｅnt|ｌsｏtｒopicPｌaｓticiｔｙ|Ｂllｉnear。

输入２３5和0,　OＫMoｄeｌs　,点击HａrdｅPlastic|Mｉseｓ３)Prｅprocessor；MａterｉalProps　|Matｅriａｌ　Modeｌs，点击Strucｔural|Denｓity,输入密度7.84e-6　,ＯK13.建立约束面‘选择StaticoPｒeprocessor　｜Loads|AnaｌｙｓisTｙｐe　|NeｗAｎａlysi,Prｅproceｓsｏr　|Loads｜　ＤｅfineLｏａdｓ　|Appｌy：　Ｓtrｕctural|　Dｉspｌａcｅme　nｔ　|ＯnＡr。