基于ANSYSWorkbench支架有限元分析.doc

江苏大学《工程有限元分析》大作业基于 ANSYS Workbench 的支架的有限元分析姓名: 学号: 专业: 机械设计及理论班级: 农工院 11 级 2012 年3月31日基于 ANSYS Workbench 的支架的有限元分析摘要: 为进一步改进支架的结构设计,实现支架的 CAE 标准化生产,本文采用大型有限元分析软件 ANSYS 对发动机支架的应力分布进行了计算和仿真分析,得出了该构件的应力和应变分布云图,从而为支架的强度分析研究提供了比较实用的有限元分析方法。关键词: 支架, ANSYS ,仿真分析 Abstract: In order to further improve the structural design and realize the CAE standardization of the support, we adopt finite element software ANSYS to calculate and si mulate the stress distribution, and draw out the stress and strain distribution maps in the paper. It has offered the finite element analysis methods for the strength analysis of the support . Key words: support , ANSYS , simulation analysis 1问题描述与分析支架是现代化机械工程中进行高效生产和安全生产最为关键的构件之一。由于支架重量过大会给运输、安装、搬家带来很多困难,且材料消耗费用也是支架成本的主要构成部分,所以选择其重量以及强度分析具有很实际的意义。已知某支架,在两孔内做约束,在顶面上施加 1000KN/m 2的压强,然后,对支架进行强度校核,并分析支架的最大变形以及支架的等效应力。该支架的边界条件是两个螺栓孔做全固定约束,载荷为均布载荷,分析的目的是判断该结构是否失效和变形是否符合设计要求。利用 Pro/E 软件建立的支架的三维几何模型如图一所示。图1支架的三维几何模型 2建立有限元模型本模型采用整体智能网格划分,有限元模型的网格划分后如图 2所示;以使有限元计算结果更符合实际情况。用 ANSYS 软件对支架模型进行网格划分,支架静态分析选定弹性模量为 ×10 11N/m 2,泊松比为 ,依据结构及力学特点, 采用了 Solid187 单元进行分析、计算。因为结构及载荷的对称性成分较大,所以既可采用整体计算,也可以采用对称分析计算。图2有限元网格划分模型 3添加载荷和约束并求解由于支架是由二组螺栓固定到物体上的,以图 1模型中间的螺栓孔中心为坐标原点,纵向为 X轴、横向为 Y轴、铅垂向下为 Z轴正向,在加载过程中,在螺栓固定处施加约束,使其在各个方向的位移均为 0。对圆孔表面约束各个方向的自由度。对支架的顶面施加 1000KN/m 2均布载荷,方向为垂直向下,施加载荷和约束后的模型如图 3所示。图3施加载荷和约束后的模型根据上面建立的有限元分析模型,通过 ANSYS Workbench 的Simulation 分析模块进行了计算。首先定义分析类型为静力分