姓名： 大 連 理 工 大 學(xué) 學(xué)號： 課 程 名 稱： 工程計算軟件系統(tǒng) 試卷： 無 考試形式：大作業(yè) 院系： 授課院（系）：工程力學(xué)系 第一題 總分 標(biāo)準(zhǔn)分 100 100 得分 級 _ 班 一、綜述題（共100分）用ansys軟件建立如下模型，并進(jìn)行靜力與模態(tài)分析。靜力分析要求貼出結(jié)構(gòu)Mises應(yīng)力及合成位移的云圖。模態(tài)分析要求求出結(jié)構(gòu)前三階自振模態(tài)，貼出前三階模態(tài)的振型圖。并用文字簡要敘述建模過程及思路。 材料性質(zhì)：彈性模量E=2.1E11Pa，泊松比v=0.3，密度為7800kg/m3 邊界條件：4個圓柱孔表面全部固定約束。 荷載：半圓弧表面受均布壓力荷載，大小為1.5e6 Pa。 模型：圖示尺寸均為毫米，4個圓孔半徑均為150毫米。倒角半徑均為250毫米 荷載作用面 500500200 2000 1200 R=1000 2500 R=250 R=150 2800 500 3500 ANSYS建模實例分析 1建模過程及思路 使用前處理器：Preprocessor 1．分析制定方案 材料性質(zhì)：彈性模量E=2.1e5MPa，泊松比v=0.3，密度為7.8e-9T/mm^3。 邊界條件：4個圓柱孔表面全部固定約束。 單元：solid92。 荷載：半圓弧表面受均布壓力荷載，大小為1.5M Pa。 模型：圖示尺寸均為mm，4個圓孔半徑均為150mm，倒角半徑均為250mm。 2．定義單元類型與材料屬性 Main Menu: Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete>Select solid 92。 Main Menu: Preprocessor>Material Props>Materials Models>填入EX、PREX、DENS。 3．創(chuàng)建基座模型：3500x2800x500 Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>… Create>Volumes>Block。 4．在基座上創(chuàng)建四方體：2500x2000x1200 Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>…　 Create>Volumes>Block。 5．在此四方體（2500x2000x1200）上創(chuàng)建一個圓柱體：R=1000 移動工作平面：Utility Menu>Workplane>Offset WP by Increments。 創(chuàng)建圓柱體：Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>… Create>Volumes>Cylinder。 6．布爾運算生成半圓弧孔 Main Menu:Preprocessor >Modeling Operate>Booleans Subtract。 7．在基座上創(chuàng)建圓柱體：R=150 移動工作平面：Utility Menu>Workplane>Offset WP by Increments。 創(chuàng)建圓柱體：Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>… Create>Volumes>Cylinder。 8．復(fù)制圓柱體 Main Menu: Preprocessor>Modeling>Copy。 9．布爾運算生成圓孔 Main Menu:Preprocessor >Modeling>Operate>Booleans>Subtract。 10．創(chuàng)建倒角：R=250 多種方式，可以先創(chuàng)建小四方體，再創(chuàng)建1/4圓柱體，最后進(jìn)行Add操作！ Main Menu:Preprocessor >Modeling>Operate>Booleans>Add。 也可以使用Area Fillet操作創(chuàng)建倒角！ Main Menu: Preprocessor>Modeling>Create>… Create>Area>Area Fillet。 11．在倒角上創(chuàng)建圓柱體：R=150 Main Menu: Preprocessor >Modeling>Create>… Create>Volumes>Cylinder。 12．布爾運算生成圓孔 Main Menu:Preprocessor >Modeling Operate>Booleans>Subtract。 13．鏡像形成對稱圓孔并粘接到一起 Main Menu:Preprocessor >Modeling>Reflect。 14．粘接到一起形成完整實體 Main Menu:Preprocessor >Modeling>Operate>Booleans>Glue。 進(jìn)行Add操作也可。 15．劃分單元剖分網(wǎng)格 Main Menu:Preprocessor >Meshing>Meshtool。 16．模型檢查 17．存儲模型 下軟件 到綠盟 www.xdowns.com 附： 建模方案多種多樣，上述建模方式為整體建模，而另一種高效率建模方式：可以先建立一半模型，然后鏡像形成完整模型。 建模關(guān)鍵點： 1. 注意Ansys中的單位制使用問題 例如材料的實常數(shù)為：EX=2e11Pa，PRXY=0.3，DENS=7.8e3Kg/m^3。 那么上面的實常數(shù)在mm單位制（即模型尺寸單位為mm）下輸入到Ansys時應(yīng)為EX=2e5MPa，PRXY=0.3，DENS=7.8e-9T/mm^3。 2. 注意Ansys中的布爾運算操作 包括Add操作，Glue操作，Subtract等操作的使用。 3. 注意Ansys中的坐標(biāo)系的使用 總體坐標(biāo)系（Global CS），局部坐標(biāo)系( Local CS )，工作平面坐標(biāo)系( Working Plane CS )之間的關(guān)系及操作。 有孔實體的網(wǎng)格模型 2靜力分析-結(jié)構(gòu)Mises應(yīng)力圖 使用求解器：Solution 使用后處理器：General Postproc/TimeHist Postproc 1．選擇分析類型 Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analasis>Select Static。 2．施加邊界條件：4個圓柱孔表面全部固定約束 Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Strucural>Displacement>On Areas。 3．施加荷載：半圓弧表面受均布壓力荷載，大小為1.5MPa Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Strucural>Pressure> On Areas。 4．執(zhí)行求解Main Menu>Solution>Solve>Current LS。 5．查看Mises應(yīng)力圖 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour plot>Nodal Solu>von Mises stress。 注：靜力分析采用剖分網(wǎng)格的大?。?00 Mises應(yīng)力云圖 3靜力分析-合成位移云圖 5．查看位移云圖 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour plot>Nodal Solu>DOF Solution>Displacement vector sum。 注：靜力分析采用剖分網(wǎng)格的大小：100 位移云圖 說明： 靜力分析（Static analysis）是結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)，目的是在靜載荷作用下求出結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，變形情況（剛度分析），失穩(wěn)可能性及極限載荷。 4模態(tài)分析-一階模態(tài) 求解器：Solution 后處理器：General Postproc/TimeHist Postproc 1．選擇分析類型 Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analasis>Select Modal。 2．施加邊界條件：4個圓柱孔表面全部固定約束 Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Strucural>Displacement>On Areas。 3．分析設(shè)置 Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analasis> Analasis Options。 4．執(zhí)行求解Main Menu>Solution>Solve>Current LS。 5．查看 Main Menu>General Postproc>Read Results>First Set。 或者M(jìn)ain Menu>General Postproc>Read Results>By Pick。 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour plot>Nodal Solu>DOF Solution>Displacement vector sum。 注：模態(tài)分析采用剖分網(wǎng)格的大小：150 一階模態(tài) 5模態(tài)分析-二階模態(tài) 5．查看 Main Menu>General Postproc>Read Results>Next Set。 或者M(jìn)ain Menu>General Postproc>Read Results>By Pick。 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour plot>Nodal Solu>DOF Solution>Displacement vector sum。 注：模態(tài)分析采用剖分網(wǎng)格的大?。?50 二階模態(tài) 6模態(tài)分析-三階模態(tài) 5．查看 Main Menu>General Postproc>Read Results>Next Set。 或者M(jìn)ain Menu>General Postproc>Read Results>By Pick。 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour plot>Nodal Solu>DOF Solution>Displacement vector sum。 注：模態(tài)分析采用剖分網(wǎng)格的大?。?50 三階模態(tài) 說明： 模態(tài)分析（Modal analysis）是研究結(jié)構(gòu)動力特性一種近代方法，是系統(tǒng)辨別方法在工程振動領(lǐng)域中的應(yīng)用。模態(tài)是機械結(jié)構(gòu)的固有振動特性，每一個模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。 8