基于hyperworks 对拉杆进行有限元分析的研究

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1、结构分析的计算机方法题目：基于HYPERWORKS对拉杆进行有限元分析的研究姓名：学号：0班级：2011级机械（2）班指导老师：2012年8月31日基于HYPERWORKS对拉杆进行有限元分析的研究1问题的描述拉杆如图1所示，其中D1=20mm，D2=50mm，L0=200mm，L1=250mm，L2=450mm，R=15mm，P=4500N，材料为Q235，杨氏模量E=2.1e11N/m2。拉杆的左右端面上施加载荷p，在拉杆的对称中心平面上施加轴对称约束，在静力分析下，求载荷下的应力和变形，并进行强度校核和刚度分析。拉杆的结构图1拉杆

2、的结构D1　D2L0L1L2Rp20502002504501535000单位：长度单位为mm，压力p的单位为N。工作载荷：拉杆的左右端面上施加载荷p。边界条件：在拉杆的对称中心平面上施加轴对称约束。分析内容：静力分析———在拉力p的作用下，拉杆的应力和变形，并进行强度校核和刚度分析。2分析模型采用的单元类型：三维实体单元PSOLID划分的单元数：7776划分的节点数：9793加载的约束：在拉杆的轴中间平面上约束其所有节点的X身向平动加载的载荷：在拉杆的两个端面的节点上分别加载向外的拉力，每个节点加的力为241.37N。3模型的创建过程3

3、.1CAD模型的创建本文的CAD模型的创建将使用的是pro4.0版软件进行创建。3.2CAE模型的创建3.2.1导入文件（1）将三维CAD的模型保存为lagan.igs文件。（2）启动Hypermesh：选择Optistruct模板，进入Hypermesh程序窗口。Hypermesh程序主界面如图1所示。18图1模板选择（3）程序运行后，在下拉“File”的下拉菜单中选择“Import”，在标签区选择导入类型为“ImportGeometry”,同时在标签区点击“Selectfiles”对应的图形按钮，从弹出的文件选择对话框中，找到并打开

4、“lagan.igs”,文件，点击“Import”按钮，将几何模型导入到“Hypermesh”中，导入界面及模型如下图2所示。图2导入几何模型18（4）几何模型的编辑。由于拉杆的几何形状比较规则，并且中心对称，因此在进行网格划分过程中，可能只画出全部网格的1/8，然后再进行三次镜像即可。首先进行几何切分。1）曲面形体实体化。点击页面菜单“Geom”，在“Geom”页面菜单对应的面板中点击“Solids”按钮，在弹出的子面板中选择“surfs”，然后选择图形区的任意表面，则所实体被选择，点击“create”,然后点击“return”，如图

5、3~5所示。图3Geom页面菜单及对应的面板图4solids按钮命令对弹出的子模板图5实体化操作界面2）临时节点的创建。点击页面菜单“Geom”，在“Geom”页面菜单对应的面板中点击“nodes”按钮，在弹出的子面板中选择“online”，选择如图6所示的5根线，点击“create”，然后点击“return”，这样就创建节点完成。18图6临时节点创建操作界面3）节点编号显示。点击页面菜单“Tool”，在“Tool”页面菜单对应的面板中点“numbers”在弹出的子面板中钩选“numberdisplay”，点击“nodes”，在弹出列表

6、中选择“all”点击“on”按钮，将节点显示出来，然后点击“return”按钮。如图7和图8所示。图7Tool页面菜单及其对应的面板图8节点编号显示操作界面184）几何模型切割。点击页面菜单“Geom”，在“Geom”页面菜单对应的面板中点击“solidedit”按钮，在弹出的子面板中选择“trimwithplane/surf”选项，点击“withplane”下的“solids”，在弹出的选项里面选择“all”，点击下面的“N1”，然后依次点击如图8所示1，2，3，8号节点，点击“trim”，完成实体第一次分割，如图9所示。其切割原理：

7、前面的三个点（N1,N2,N3）确定一个工作平面，然后过最后一个点（B）点平行于所定义的平面。结果是，实体在过B点的平面处分割，完成第一次切割（黄色线条所示平面为切割面）。同理，运用这个方法进行4次的分割，得到图10所示的12个组成部分。图9实体的第一次切割操作界面图10实体的第四次切割操作界面。5）临时节点的清除。点击页面菜单“Geom”，在“Geom”页面菜单对应的面板中点击18“tempnodes”按钮，在弹出的子面板中点击“clearall”按钮，点击“return”按钮，清除所有的临时节点。6）多余实体的隐藏。将多余的部分隐藏

8、，按下快捷键F5，进入“Mask”面板，选择“mask”选项，点击向下三角，选择“solids”，在图形区选择多余的部分，点击“Mask”按钮，点击“return”按钮，将多余的实体隐藏，只保留图11所示的