Ansys实验报告

2012.7

1. 问题模型

平面问题应力集中（均质材料）第1组第2个

L/B=10

r =0.1B

显然，此模型关于x轴，y轴均对称，在我的模型中，为简化模型同时不影响模型实际受力，以y轴分界，只分析y轴右边部分，使用对称即可得到整个情况。

而我们在x轴方向施加载荷，故应力分析也以x轴为主。

2.使用数据

R=0.1B=0.1

B=1

L=10

E=2E+011

3.建模步骤

3.1 创建模型

步骤：

（1）                选择材料，确定弹性模量，泊松比;

（2）                绘制模型;

（3）                划分单元格，这里所分单元格宽度取0.3。

图1 选择材料

图2 确定材料性质

图3 绘制模型

图4 分单元格

3.2 实际分析

步骤：

（1）                施加载荷，同时在y轴施加对称约束（symmetrical on line）。这里取载荷均匀应力p=2000。

（2）                运行ansys得到分析。

图5 施加载荷与对称约束

图6 求解

4. 应力分析

图7 x方向应力图

图8 x方向应力图（应力集中处）

图9 观察临近边界处一点应力值

4.1 应力图分析

由图7和图3可容易观察，在小孔上部和下部应力集中明显，P(max)=6218.77。在小孔最左及最右边缘，应力达到最小值，P(min)=-151.494。由于左右边缘处值为负，故可推断此处为压应力。从小孔上下边缘沿y轴方向向两边走，应力逐渐减小。由此我们可以推断在承担均匀拉应力时，横板实际最窄处拉应力最大，且在小孔边缘，故此处最容易发生断裂。对比同一组其他人在R=0.05、0.15、0.25B时的应力图，则发现随着小孔直径增大，应力集中的最大值也提高。这同时亦说明板面积的减少将导致应力的迅速增大。

4.2 计算分析

应力集中系数 K= P(max)/P=6218.77/2000=3.109

发生在小孔最上端与最下端。

5 分析与解释

5.1 建模中参数的影响

尝试使用过不同泊松比，发现泊松比并不影响最大应力值与最小应力值，仅影响DMX参数。

5.2 模型简化对实际受力分析的影响

受力情况对称，故应力分布应关于X轴，Y轴均对称。若直接如图所示，两边加载，由于缺少约束，无法求解。在开始进行建模中，曾经尝试一段固定，一段加载，但由于这与实际两端自然受力情况不一致，导致固定端应力略小于加载端，造成的误差虽影响不大，但有违电脑模拟追求高准确度的要求。此种情况应力如图10所示。此时，Fmax=6376.04。比按对称计算值略高。

图10 一段受力一段固定应力图

图11 一端固定一端受力局部应力图

5.3 改进

显然，为了达到更精确的效果，我们可以做1/4平面，然后分别关于x轴，y轴对称，可以得到更加精确的结果。

6 感受

可以说，ansys软件对应力的模拟是入手难，实际做容易。开始花费了大量时间在学习使用此软件。但在熟练之后，可以说十几分钟便可完成一个模拟。这是我们推崇电脑仿真的主要原因。此外，仿真中还有一个主要的问题就是对模型的分析，如何才能合理又简化地确定模型，同样非常重要。从安装到熟悉，直到最后操作、建模，用了整整两天时间，但这两天我收获极大。我觉得模拟仿真比实际的实验操作有趣得多。

附录

使用软件 ANSYS14.0版

 

第二篇：机械设计学ansys实验报告

实验报告

实验班级：指导教师：

实验学生：

机械与动力工程学院 机械设计实验室

实验题目：扳手零件的有限元强度分析

专业 机械设计 班级 机 设 姓名 学号 实验时间 实验成绩 教师 张小明

一、实验目的

1）熟悉有限元分析的基本原理和基本方法；

2）掌握有限元软件ANSYS的基本操作；

3)对有限元分析结果进行正确评价。

二、实验原理

利用ANSYS进行有限元静力学分析。

三.实验仪器设备

1）安装windows 2000以上版本的微机；

2）ANSYS 6.0以上版本软件

四、实验内容与步骤

1）熟悉ANSYS的界面和分析步骤；

2）掌握ANSYS前处理方法，包括三维建模、单元设置、网格划分和约束设置；

3）掌握ANSYS求解和后处理的一般方法；

4）实际应用ANSYS软件对轴承座零件进行有限元分析

五、实验报告

1）以扳手零件为例，叙述有限元的分析步骤；

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2）对扳手零件有限元分析结果进行评价；

六、思考题

1）有限元单元的选取原则有哪些？

2）网格划分的原则有哪些？实验不同单元大小对计算精度的影响。

3）扳手应力云图所示应力集中处是否像估计的那样？如不一样，可能的原因是什么？ 实验得出的应力云图与估计的基本一致。

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