abaqus 作业报告 工字梁.pdf

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1、三坐标测量机横梁的有限元分析—“工”字梁篇题目分析本学期设计三坐标测量机中，横梁的变形，可以直接影响到测量机的进度。我们希望比较一下不同横梁设立变形的情况，选出最好的横梁，对结构进行优化设计。按照小组分工，我负责工字梁的计算。几何建模使用截面拉伸的方法建模，连长度为680mm，刚开始我在每个内直角处都设计了R5的圆角，并在此处进行分割，生成优化网格，结果由于划分的太细，导致计算速度很慢，同时计算结果与没与倒角时没有显著区别，于是以后的计算中我都取消了圆角，这样可以加快运算速度，同时结果也不会有明显错误。由于横梁上有两个滑块沿梁移动，我们需要分析滑

2、块在不同位置时横梁的受力变形情况。所以在横梁上画了5对20mmx20mm的加载区域（途中红色的那两个为一对），每隔140mm就有一对加载区。创建材料和截面属性3长度单位用mm，力的单位用N，则质量单位为t（吨），密度单位为t/mm，所-93以材料密度为7.8et/mm，材料弹性模量为210000MPa，泊松比为0.3，将这些属性赋予模型。设定分析步根据滑块位置不同，需要分析不同位置手里的变形情况，我设置了5个静态力学分析步（这里考虑的是测量过程是静态或准静态的）。对每个分析步都有应力、应变、位移的输出，同时对每个分析步的加载区域（滑块位置）中心点

3、有位移历程输出。载荷和边界条件2梁所受载荷主要是两方面：1、梁的自重，是一个体分布力（g=9800mm/s）；2、梁上滑块给梁的压力（0.21875MPa）和转矩（6369N.mm），施加在加载区域（转矩通过一个耦合点加载）。梁的自重在5个分析步中始终存在，而滑块对梁的作用力则是在五个分析步中一次添加在不同位置。梁是靠两端面连接在立柱上，我在端面上限制位移，允许有转动自由度。网格划分和结果分析划分网格去种子间距为10（较大间隔可以节约计算时间），自动划分为四面体二次单元求解接下来提交工作，进行计算，下面是每个分析步的位移云图：第一步：第二步第三步

4、第四步：第五步：载荷施加处位移曲线（取两个作用区域位移的平均值，）可以看出，梁上最大位移为6.054e-4mm，而加载区域位移最大，仅为2.1e-4mm，而测量装置是加在滑块上，所以影响测量的位移仅仅是家在区域的位移。这个变形很小，对于我们设计课程要求的5um精度是可以忽略的。分析变形如此小的原因主要是梁的尺寸太大了，接下来的优化设计中可以考虑减小梁横截面的尺寸，以减小重量。