桌面受力及变形分析

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1、基于ANSYS10.0对桌面的受力及变形分析姓名：刘吉龙班级：机制0803班学号：200802070516对桌面的受力及变形分析摘要：本研究分析在ANSYS10.0平台上，采用有限元法对桌面进行强度与变形分析、验证桌面设计的合理性。一、问题描述桌面长1500mm，宽800mm，厚50mm，桌脚长650mm,为空心圆管，外径70mm，内径60mm,桌面中央300mmX150mm的区域内承受2.5Mpa的压力，四个桌脚完全固定，假设所有材料为铝合金，弹性模量E=7.071×104Mpa，泊松比μ=0.3。试用Shell63单元模拟桌面、Beam188单元模拟桌脚，分析此桌子的变形

2、及受力情况是否满足设计要求。二、建立有限元模型：定义单元类型：定义桌面为Shell（壳单元）63号单元类型，桌腿定义为Beam（梁单元）188号单元类型。材料的属性为：弹性模量E=7.071e4（Mpa）,泊松比0.3。三、有限元模型图：建立有限元模型时，先建立桌面的模型，通过preprofessor—copy—keypoints做出桌腿相应的固定位置，连接相应的点成线，再通过preprofessor—section—beam做出桌腿的模型，整个模型建立好之后即可对其划分网格，这时要分别对桌面和桌腿划分。对桌面进行划分时，由于桌面的受力特点，在桌面的中央建立一个300*150

3、的区域，在使用布尔运算将整个桌面divide成5部分，使用mapped-quad模式划分。再对桌腿进行划分网格，网格划分后的模型为：四、加载并求解：根据桌面和桌腿的实际受力情况及分析要求，我们在已于桌面中间位置建立的矩形区域施加2.5Mpa的均布压力，在桌腿的端点处进行六个自由度的固定。加载之后进行求解。位移变形图为：位移云图为：应力云图为：五、结果分析及结论：从位移云图和应力云图中可知，在红色的部分处产生最大位移或者最大应力，而在蓝色的部分处产生最小应力。从云图中可以读出：连杆所受到的：最大位移为：10.048mm最大应力为：191.73Mpa最小应力为：0.6009Mpa

4、分析可知，最大位移为10.048mm，大于设计要求的最大变形量7.5mm，因此知设计不合理。现提出一些修改方法，如：可将桌面厚度适当增加，以减小变形量，或者将桌腿的位置适当调整，调整到靠近桌面中心的位置，或者更改桌面的材料，改用硬度相对较大的材料等等……现就更改桌面厚度在加以示例分析，如将桌面厚度增加到75mm后，其位移变形图如下：位移云图如下：应力云图如下：重新以相同的条件分析后，我们得到：最大位移为：3.683mm最大应力为：101.926Mpa最小应力为：1.326Mpa由于划分网格的粗细程度不同，故相应加载面上的节点数目不同，因此求解之后的结果有一定的误差。为了使分析

5、结果尽量符合实际情况，应在能力范围内尽可能将网格划分较细，将误差减小到允许范围之内。分析可知，当对桌面进行适当的设计修改后，桌面所收到的应力和位移将被控制在设计范围之内，这样既可满足设计要求，这样便可以投入生产及使用。