基于ANSYS的纯弯曲梁正应力仿真分析.pdf

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1、·信息技术·杨创战，等·基于ANSYS的纯弯曲梁正应力仿真分析基于ANSYS的纯弯曲梁正应力仿真分析杨创战，刘杰，穆慧勇，张攀博(1．西北工业大学机电学院，陕西西安710072；2．第二炮兵工程大学理学院，陕西西安710025)摘要：在材料力学的纯弯曲实验中。为提高学员独立思考、分析和解决实际问题的能力，使用ANSYS的数值计算方法进行分析，仿真结果与理论值、电测法所得的实验值三者进行比较，结果基本一致。关键词：纯弯曲；ANSYS；仿真；电测法中图分类号：TH16；TP391．9文献标志码：A文章编号：1671．5276(20

2、14)01—0109—02FiniteElementAnalysisofNormalStress0fPllreBendingBasedonANSYSYANGChuang．zhanl'。UUJie。MUHui．yong，ZHANGPan．bo(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NorthwestPolytechnicUniversity，Xian710072，China；2．Colegeofscience，TheSecondArtilleryEngineeringUniv

3、ersity，Xian710025，China)Abstract：Toenhancethestudentsabilitytoindependentlythinkanalyzeandsolvepracticalproblemsinpurebendingexperimentofmaterialmechanics，thispaperusesnumericalmethodofANSYS．Theresultisthatthesimulationtestvalueisveryclosetothetheo—ratiealandexperim

4、entalvalues．Keywords：purebending；ANSYS；simulation；electricalmeasurementmethodM‘Y0引言丁由于梁的各层纤维之间无挤压，根据单向应力状态的CAE仿真软件近年来在工科专业教学和研究中，应胡克定律，求出各点的实验应力为：用得越来越广泛。在实验教学中也可借助于CAE分析软or实=E。占凄(：1、2、3、4⋯567)件进行数值计算，来辅助实验教学。ANSYS就是一种这里采用增量法加载，每增加等量的载荷△P，测得各CAE分析软件，ANSYS软件是融结构、热、流体

5、、电磁、声点相应的应变增量为Ae续，求出Ae滨的平均值△埃，依学于一体的大型通用有限元分析软件，可以改变采用电测次求出各点的应力增量Atri~为：法单一验证纯弯曲状态下的正应力大小计算公式的传统／to-读=E。△溪模式，更加清晰、直观地以图形动画方式表现应力作用过把Ao"缕与理论公式算出的应力增量：程和结果，丰富了实验教学内容。理=1纯弯曲梁实验原理2测试数据实验采用BWQ-1型纯弯曲梁实验装置、力&应变综合参数测试仪等实验仪器，利用电测法原理测定梁在纯弯曲时横截面上正应力的大小及分布规律，并验证纯弯曲梁2．1测原始数据的正应

6、力理论公式。纯弯曲梁力学模型及应变片的贴片测定纯弯曲梁的原始尺寸，所测结果见表1。位置如图1所示表1纯弯曲梁原始数据2＼l应变片至中性层距离(inm)梁的尺寸和有关参数图1纯弯曲梁力学模型及应变片的贴片位置梁在纯弯曲时的正应力公式为：作者简介：杨创战(1982一)，男，陕西西安人，讲师，硕士，研究方向为车辆工程。MachineBuilding日Automation，Feb2014，钳(J)：109110，120·109··信息技术·杨创战，等·基于ANSYS的纯弯曲梁正应力仿真分析续表l2．2测量各点的应变值图4模型的载荷约束

7、图形采用等量逐级加载，AP=500N，初始载荷P。=500N，末载荷P=3000N，测量结果如表2所示。3．3求解表2纯弯曲梁各测点的应变值用Solve功能对模型进行求解运算，再用通用后处理器读取各种结果数据。纯弯曲梁的模型的等效应力云图如图5所示。3ANSYS仿真分析图5纯弯曲梁模型的等效应力云图3．1创建几何模型a)创建模型：1)通过中心点和长、宽、高尺寸建立纯4ANSYS仿真结果与理论值的对弯曲梁的三维模型；2)通过布尔运算获得关键点(9、10、11、12、13、14、15)，它们分别对应应变片的贴片位置(7、1、比分析

8、6．5⋯432)，而关键点(16、l7、18、19)对应于力加载的位利用ANSYS的通用后处理器读取各测点的结果数置，最终生成如图2所示三维模型。据，其仿真结果如表3所示。表3ANSYS仿真结果图2纯弯曲梁的三维模型b)定义参数：定义单元模型为Solid45单元，在材料参数设