轮辐式组合梁有限元分析

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1、轮辐式组合梁有限元分析弹塑性力学及有限元法题目：分析轮辐式组合梁在FX、FY、FZ和MX作用下应力和应变1模型的建立1.13D实体模型的建立Ansys与Solidworks等3D建模软件有许多数据接口，如IGES、SAT和X_T等，他们又不同的特性，适用于不同的模型。本文是将Solidworks中文件另存为X_T格式进行导入，这样能最大限度保证实体模型的完整性。图1轮辐式组合梁三维建模2有限元模型的建立2.1定义单元属性a)定义单元类型选择菜单MainMenu：Preprocessor>ElementType>Add/Delete,在单元类型对话框中单击Add按钮

2、。弹出单元序对话框。在其中的列表中选择Brick8node45和MASS21。MASS21单元是含有一个节点的单元，该节点有六个自由度：沿X,Y和Z轴的平移自由度和绕X,Y和Z轴的旋转自由度。其几何图形如下图5所示，图2MASS21几何模型(3)选择MASS21的主要目的：可以将经MASS21划分的点的节点和经SOLID187划分的轮輻式组合梁的节点进行刚性连接，再在经MASS21划分的点的节点上施加转矩和力，将转矩和力传递到经过网格划分的轮辐式组合梁的节点上。SOLID187单元上的节点含有三个平移自由度，无绕轴旋转自由度，无法施加转矩。MASS21单元是含有一个节点的单元

3、，该节点有六个自由度：沿X,Y和Z轴的平移自由度和绕X,Y和Z轴的旋转自由度。b）定义材料属性选择菜单MainMenu：Preprocessor>MaterialProps>Material>Moudle,在材料属性窗口中依次双击Structural，Linear,Elastic和Isotropic，在弹出的对话框中设置EX（弹性模量）为2.06E11,PRXY（泊松比）为0.3,density（密度）为7.85E3,单击0K即可。查阅相关资料得钢的弹性模量为2.06E11,泊松比为0.3,密度为7.85E32.2网格划分可以采用ANSYS提供的Smart网

4、格划分工具生成有限元模型。执行MainMenu>Preprocess>Meshing>Meshtool,打开分网格工具窗口选中ElementAttributes（单元属性）中的set选项，设置meshingattributes中的TYPE（单元类型），选择1SOUD45。选中SmartSize选项，并选择细分等级为1，指定Mesh为Volumes。智能化控制是用于对网格划分进行智能化控制，但是这个命令只是在自由划分中有效，不能用于映射网格MeshingControls（M格划分控制）：此命令的功能是对实体单元划分网格控制。在“Mesh”后的下拉列表中选择“V

5、olumes”选项，在Shape中选择：Tex（四面体），Free（自由式）划分方式。其它选项不变，单击mesh按钮，选择轮輻式组合梁模型，划分的轮福式组合梁的网格如图所图3轮辐式组合梁网格图在原点处建立一点，用MASS21对该点其进行划分。最后利用接触管理器在原点处的节点和轮辐式组合梁的节点之间建立刚性连接，如图所示图4建立的刚性连接2.3添加约束和载荷a）定义分析类型选择菜单MainMenu：Solution>NewAnalysis,在分析类型对话框中选择Static（静力学分析）复选框，单击0K即可b）添加约束选择菜单MainMenu：Solution>Ap

6、ply>Displacement>OnLines,选择轮辐式组合梁最外面的圆柱lif,单击OK按钮，在试加约朿对话框中选择AIIDOF（所冇自由度）单击0K按钮，其效果图如图所示。图5添加约束图c）添加载荷选择菜单MainMenu：Solution>Apply>Force/Moment>OnNodes,选择原点处的节点，在施加载荷对话框中选择FX,FY,FZ,WX其值都为FX=FY=FZ=1OOON,WX=10000N.mm施加载荷的效果图如图8所示图6施加载荷图2.4求解选择菜单MainMenu：Solution>Solve>Cur

7、rentLS（当前载荷步），单击求解对话框中的OK按钮。求解结束后单击Close按钮。3结果处理a）读结果选择菜单MainMenu：GeneralPostproc>FirstSet。b）节点变形列表选择菜单MainMenu：GeneralPostproc>ListResults>NodalSolution,在结果列表对话框中选择DOFsolution下的Displacementvectorsum,单击OK按钮，品示节点位移列表，如图所示。图7节点变形列表c）变形图选择菜单MainMen