轮子的受力分析.docx

教程9：轮子的受力分析问题阐述下面所示为轮子的2D平面图，其中列出了该轮的基本尺寸（单位为 毫米）现要分析该轮仅承受绕Y轴旋转角速度的作用下，轮的受力及变 形情况所给条件已知角速度为525rad/s，材料的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3， 密度为7.5g/mm3根据该轮的对称性，在分析时只要分析其中的一部分即 可，即取模型的十六分之一交互式的求解过程1. 定义单元类型和材料特性1.1 定义单元类型1. Main Menu： Preprocessor^Element Type^Add/Edit/Delete2. 按下Element Type窗口内的Add按钮3. 在单元类型库中，选择左侧列表中的SOLID单元家族，及 右侧列表中Brick 8node 45类型4. 按下Apply按钮完成选择5. 在单元类型库中，选择左侧列表中的SOLID单元家族，及 右侧列表中Brick 20node 95类型6. 按下OK按钮完成选择7. 按下Close按钮关闭Element Type窗口1.2定义材料特性1. Main Menu： Preprocessor^Material Propsf Material Models02. 在材料定义窗口内选择：Structural f Linear f Elastic f Isotropic o3. 在EX后的文本框内输入数值2e5作为弹性模量。

在PRXY 后的文本框内输入数值0.3作为泊松比4. 按下OK按钮完成定义5. 在材料定义窗口内选择：StructuralfDensity，在出现的对话 框中输入DENS=7.5e-9作为密度6. 按下OK按钮完成定义2. 建立2D模型2.1 生成矩形面1. Main Menu : Preprocessor f Modeling f Create f Areas f Rectangle*By Dimension2. 在出现的对话框中分别输入：X1=25.4，X2=38.1，Y1=0，Y2=1273. 按下该窗口内的Apply按钮4. 再次输入：X1=82.55，X2=95.25，Y1=12.7，Y2=95.255. 按下该窗口内的Apply按钮6. 再次输入：X1=25.4，X2=95.25，Y1=38.1，Y2=57.157. 按下OK按钮2.2 面叠分操作1. Main Menu： PreprocessorfModelingf Operate—Booleans -Overlap—Area2, 在出现的拾取框中，单击Pick All2.3 显示线1. Utility Menu： PlotCtrls—Numbering02. 在出现的对话框中，设置Line Number为On。

3. 按下OK按钮4. Utility Menu： Plot—Lineo2.4 倒角1. Main Menu： Preprocessor—Modeling-Create—Line-Line Fillet2. 在出现拾取框后，拾取线号"L16, L28”3. 按下Apply按钮5, 在出现的对话框中，输入RAD=6.356. 按下Apply按钮7, 又分别拾取线号 "L14, L27”、“L28, L23”和 “L27, L19”， 重复上述操作，最后按下OK按钮8. Utility Menu：Plot—Line2.5 生成一个由倒角线围成的面1. Main Menu：Preprocessor—Modeling-Create—Areas-Arbitraryf By Lines o2, 在出现拾取框后，拾取线号"L4, L6, L2”3, 按下Apply按钮4, 在出现拾取框后，拾取线号"L9, L8, L11”5, 按下Apply按钮6, 在出现拾取框后，拾取线号"L32, L33, L34”7, 按下Apply按钮8, 在出现拾取框后，拾取线号"L29, L30, L31”9, 按下OK按钮。

2.62.7生成弧线的中心点1, Main Menu： Preprocessor^Modeling-Createf Keypointsf In Active CSo2, 在出现的对话框中，输入X=88.9，件18.9233, 按下Apply按钮4, 在出现的对话框中，输入X=88.9，Y=89.0275, 按下OK按钮生成圆弧线1. Utility Menu： PlotCtrlsfNumbering在出现的对话框中，设 置 KP Keyopt Number 为 On2. Main Menu： Preprocessor—Modeling-Createf LineArcsf By End KPs & Rad3. 在出现拾取框后，拾取关键点“5, 6”4. 按下Apply按钮5. 再拾取圆弧线的中心点，即拾取关键点25或者在输入框中Hin, Hax, Inc1^输入线号25 o6. 按下Apply按钮7. 在出现的对话框中，输入RAD=8.898. 按下Apply按钮9. 又依次拾取关键点“7, 8”和圆弧线的中心点即关键点26o 也可在输入框中直接输入26 o10.最后按下OK按钮2.8 生成由圆弧线围成的面1, Main Menu： Preprocessor^Modeling-Createf Areas-Arbitray f By Line。

2, 在出现拾取框后，拾取线号“L7，L36”3, 按下Apply按钮4, 又拾取线号"L5，L35”5, 按下OK按钮2.9 面相加1. Main Menu： Preprocessorf Modeling-Operatef Booleans-Add f Area2, 在出现的拾取框中，单击Pick All2.10 线相加1. Main Menu：PreprocessorfModeling-OperatefBooleans-Add fLine2, 在出现拾取框后，拾取线号"L17，L12，L13”3. 按下Apply按钮4. 在弹出的对话框，接受缺省设置5. 按下Apply按钮6, 又依次拾取线号"L22，L10，L20”7, 按下OK按钮2.11压缩编号操作1. Main Menu : Preprocessor f Numbering Ctrls f Compress Numbers2, 在出现的下拉菜单中选择All8, 按下OK按钮3. 通过拖拉生成3D模型3.1 生成轴线的关键点1. Main Menu： Preprocessorf Modeling-CreatefKeypointsf In Active CS。

2. 在出现的对话框中，输入X=0，Y=03. 按下Apply按钮4, 在出现的对话框中，输入X=0, Y=1275, 按下OK按钮3.2 2D拖拉生成3D模型1, Main Menu: Preprocessor*Operate-Extrudef Areas^About Axiso2, 在出现的拾取框中，单击Pick Allo3, 又拾取轴线的关键点“19, 20”4, 按下OK按钮5, 在弹出的对话框中，输入ARC=22,5, NSEG=1 （即生成的实 体由一块体积组成）6, 按下OK按钮3.3 关闭线号显示1, Utility Menu： PlotCtrls*Numberingo2, 在出现的对话框中，设置Line Number为Offo3, 按下OK按钮3.4 改变视图方向1, Utility Menu： PlotCtrls*Pan, Zoon, Rotateo2, 在出现的工具条上，单击ISOo4. 生成一个圆柱孔4,1移动和旋转工作平面1. Utility Menu： WorkPlane*Display Working Plane2. Utility Menu： WorkPlane*Offset WP to*XYZ Locations3. 在命令输入行中输入“60,325，38,1”，并按Enter键确定。

4. 按下OK按钮5. Utility Menu： WorkPlane*Offset WP by Increments6. 在出现的工具条中，在“XY，YZ，ZX Angles”下面输入栏 中输入“0，-90”7. 按下OK按钮4,2生成一个圆柱体1, Main Menu： Preprocessor*Create-Volumes*Cylinder*Solid Cylinder2, 在出现的对话框中，输入Radius=11.43, Depth=19.053. 按下OK按钮4.3体相减1. Main Menu： PreprocessorfOperate-Booleansf Subtract f Volumes2. 在出现拾取框之后，拾取体积13. 按下OK按钮4. 再拾取体积2，即圆柱体5. 按下OK按钮5. 生成网格5.1用工作平面切分体1. Utility Menu： WorkPlanef Offset WP tcf Keypoints2. 在出现拾取框后，拾取关键点9或者在输入框中输入93. 按下OK按钮4. Main Menu： Preprocessorf Operate-Booleansf Dividef Volu by WorkPlane。

5. 在出现的拾取框中，单击Pick All6. Utility Menu： WorkPlanef Offset WP tcf Keypoints7. 在出现拾取框后，拾取关键点118. 按下OK按钮9. Main Menu：PreprocessorfOperate-BooleansfDividefVolu by WorkPlane10. 在出现拾取框后，拾取体积4或是在输入框中输入411. 按下OK按钮12. UUtility Menu： WorkPlanef Display Working Plane5.2采用映射网格生成单元1. Main Menu： Preprocessorf Meshing-MeshTool2. 在出现的MeshTool工具条上单击Global上的Set3. 在出现的对话框中，输入Siz=6.354. 按下OK按钮5. 在MeshTool工具条上Shape下选择Hex和Mapped6. 按下Mesh按钮7. 在出现拾取框后，拾取体积1,2,3和5或是在输入框中输入1,2,3,58,按下OK按钮5.3改变单元类型1, 在 MeshTool 工具条上单击 Element Attribute 下的 Set。

2, 在出现的对话框中，选择Element Type Number为SOLID953, 按下OK按钮5.4采用自由网格划分单元1, 在MeshTool工具条上单击Global上的Set2, 在出现的对话框中，输入Siz=6.353, 按下OK按钮4, 在MeshTool工具条上Shape下选择Tet和Free5, 按。