有限元综合课程设计-沈阳理工大学

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1、实用标准文案目录1.用AtuoCAD绘制加农炮身管并标注尺寸01.1绘制炮身结构01.2100mm加农炮身管说明01.3在绘制过程中应注意的问题12.利用AutoCAD绘制加农炮身管截面图13.问题分析13.1100mm火炮身管静态受力分析13.2确定问题的范围24.建立有限元模型24.1设定分析作业名、标题以及导图模型24.2定义单元类型44.3定义材料属性64.4网格划分75.加载以及求解105.1添加约束位置105.2施加载荷105.3加载完成115.4求解116.后处理126.1查看变形图126.2查看应力

2、166.3查看三维立体图197.结论218.参考文献22精彩文档实用标准文案1.用AtuoCAD绘制加农炮身管并标注尺寸1.1绘制炮身结构由提供的100mm加农炮身管结构图，应用AutoCAD2012软件采用第一角投影法，严格按照GB14665-2012《机械工程CAD制图》标准规定制图，炮身零件工程图见附录附录一。1.2100mm加农炮身管说明（1）图纸名称：100mm加农炮身管图；（2）绘图比例：1:20；（3）数量：1；（4）绘图方法：半剖式。1.3在绘制过程中应注意的问题（1）绘图前先设置图限、图层；（2）

3、不同类型的对象绘制在不同的图层上，利于以后修改；（3）设置线宽显示比例，使粗细线显示协调；（4）内螺纹的大径为细实线，小径为粗实线；（5）标注前先设置标注样式，包括非圆直径、角度、标准标注等；（6）将图形缩小到A4图纸后，应注意放大线宽。2.利用AutoCAD绘制加农炮身管截面图建立有限元模型有两种方法，输入法和创建法。输入法是直接输入由其他CAD软件创建好的实体模型，创建法是在ANSYS中从无到有地创建实体模型，两者并不是完全分开的。但由于ANSYS在创建模型是过于繁琐，本次课程设计采用输入法建立有限元模型。利用

4、AUTOCAD2012,以y轴为火炮身管的对称轴绘制截面图的右侧部分，并利用CAD中面域功能将所绘制的图形面域化。将上述绘制好的图形以“SAT”文件格式导出,保存并命名。精彩文档实用标准文案1.问题分析3.1100mm火炮身管静态受力分析身管的材料参数为：弹性模量E=207GPa,泊松比u=0.3。该模型后端施加X轴方向固定位移约束以及从坡膛到身管尾部的Y轴位移约束，在身管的膛底和坡膛之间内侧表面垂直内表面方向上施加183MPa的均布载荷。模型如图3-1所示。图3-13.2确定问题的范围在对问题有了初步了解以后，进

5、一步要弄明白问题涉及的领域，即确定问题的范围。对问题分析可知本问题属于结构力学领域中的静态分析问题且在材料变形的线性变形的范围内。2.建立有限元模型建立模型包括设定分析作业和标题；定义单元类型和实常数；定义材料属性；导入几何模型；划分有限元网格。其具体步骤为：4.1设定分析作业名、标题以及导图模型在进行一个新的有限元分析时，通常需要修改数据库名，并在图形输出窗口中定义一个标题来说明当前进行的工作内容。另外，对于不同的分析范畴（结构分析，热分析，流体分析，电磁场分析等），ANSYS所用的主菜单的内容不尽相同，为此，需

6、要在分析开始时选定分析内容的范畴，以便ANSYS显示出与其相对应的菜单选项。a.定义工作标题和更改储存路径:打开ANSYS14.0MechanicalAPDLProductLauncher,出现如下如图4-1所示的对话框，定义工作标题和更改储存路径。精彩文档实用标准文案图4-1a.导入模型及修改文件名：执行File-Import—SAT…—浏览上述模型，如图4-2所示；执行File-ChangeTile,如图4-3所示；模型图如下图4-4所示。图4-2图4-3精彩文档实用标准文案图4-4a.定义分析类型：执行Mai

7、nMenu-Preferences,选择结构分析，如图4-5所示。图4-54.1定义单元类型在进行有限元分析时，首先应该根据分析问题的几何结构，分析类型和所分析的问题精度要求等，选定合适具体分析的单元类型。本次选用四节点四边形板单元PLANE182。PLANE182不仅可用于计算平面应力问题，还可以用于分析平面应变和轴对称问题。单元类型对话框如图4-6所示。精彩文档实用标准文案图4-6a.定义单元类型：执行MainMenu-Preprocessor-ElementType-Add，弹出LibraryofElemen

8、tTypes对话框，选择固体下4节点182单元，如图4-7所示。图4-7b.单元行为方式选择：单击option按钮，打开如图4-8所示的对话框，在Elementbehavior项选择Axisymmetri（轴对称）。精彩文档实用标准文案图4-84.1定义材料属性本次选用的单元类型不需要定义实常数，故直接定义材料属性。a.依次单击Structural-Line