机床立柱的有限元分析

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1、机床立柱的有限元分析1测试题目参考讲义中机床立柱的程序，完成封面所示机床立柱的静刚度和最低的5阶固有频率和振型分析。立柱的材料为铸铁HT200，尺寸如图。参考数据：长度单位取毫米，力的单位取牛顿钢可取材料特性参数：1、弹性模量E：（铸铁）2、泊松比：0.25~0.33、密度：（铸铁）2建模与网格划分2.1定义工作文件名和工作标题1）选择UtilityMenu→File→ChangeJobname命令，出现ChangeJobname对话框，在[/FILNAM]Enternewjobname输入栏中输入工作文件名exercise，并将Newloga

2、nderrorfiles设置为Yes,单击【OK】按钮关闭该对话框。2）选择UtilityMenu→File→ChangeTitle命令，出现ChangeTitle对话框，在[/TITLE]Enternewtitle栏中输入exercise，单击【OK】按钮关闭该对话框。2.2定义单元类型1）选择MainMenu→Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete命令,出现ElementTypes对话框，单击【Add】按钮,出现LibraryofElementTypes对话框。2）在LibraryofElement

3、Types复选框中选择Structuralsolid，Brick20node186,在Elementtypereferencenumber输入栏中输入1，单击【OK】按钮关闭该对话框。3）单击ElementTypes对话框上的【Close】按钮，关闭该对话框。2.3定义材料性能参数1）选择MainMenu→Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels命令，出现DefineMaterialModelBehavior对话框。2）在MaterialModelsAvailable输入栏中选择Favorites→Li

4、nearstatic→LinearIsotropic命令，出现LinearIsotropicPropertiesforMaterialNum...对话框，在LinearIsotropicMaterialPropertiesforMaterialNumber1输入框中，选其中的EX输入栏输入1.2E5，在PRXY输入栏输入0.27，单击【OK】按钮关闭该对话框。在DensityforMaterialPropertiesforMaterialNumber1输入框中，选其中的DENS输入栏输入7.0E-9。2.4创建模型1）选择MainMenu→Pr

5、eprocessor→Modeling→Create→Volumes→Block→ByDimensions命令，出现CreateBlockByDimensions对话框，在X、Y、Z输入栏内分别输入立方体两个脚点的坐标值，单击【OK】按钮关闭该对话框，生成第一个块体，重复此方法建立集成模型，删除机床内部的块体形成凹槽，完成机床立柱模型（后附模型创建分析程序）。2）对立柱底面进行约束。选择MainMenu→solutions→DefineLoads→Apply→Structural→Displayment→OnArea弹出对话框，鼠标点击底面，完

6、成约束。2.5进行网格划分选择MainMenu→Preprocessor→Meshing→Meshtool，选择Size，完成网格划分，如下图上所示：2静刚度分析3.1添加作用力1）选择MainMenu→solutions→DefineLoads→Apply→Structural→Force→OnNodes，添加作用力2）输入力的方向及大小（分别加入xyz方向的作用力，大小均为200N）3.2进行静刚度分析1）选择MainMenu→Solutions→AnalysisType→NewAnalysis。弹出对话框，选择stability，单击

7、【OK】按钮关闭该对话框。开始进行静态分析。2）选择MainMenu→Solutions→Solve→currentLS，对模型进行计算分析。3.3查看分析结果1)选择MainMenu→Generalpostproc→readresults→点击First2)选择MainMenu→Generalpostproc→Potresults→Deformedshape→选择Def+Undformed，单击【OK】按钮关闭该对话框，同时显示初始态和变形。3)根据图上所示的变形，计算机床立柱的不同方向的静刚度及扭矩。(1)在-x方向添加力，输入力的大小为2

8、00N，如下图所示：对其进行静刚度分析，如下图所示：最大变形为0.004483mmx方向静刚度为：(1)同理，在-y方向添加力200N，如下图所示：对