(1)解题思路 首先创建所要研究问题的几何模型,并选择合适的单元类型,然后施加边界约束条件,获得节点的解。
(2)具体步骤
1)修改文件名为jiegou。选择File>Change Jobname,如图8-111所示。
2)修改标题为jiegou。选择File>Change Title,如图8-112所示。
3)确定分析类型为结构分析。选择Preferences,如图8-113所示。
4)定义单元类型为SOLID92。选择Preprocessor>Element Type>Add/Edit/De-lete,如图8-114和图8-115所示。
图8-110 托架
图8-111 修改文件名
图8-112 修改标题
5)定义材料属性。选择Preprocessor>Material Props>Material Models>Structureal>Lin-ear>Elastic>Isotropic,如图8-116所示。
7)设置图形区域。选择Workplane>WP Setting,如图8-118所示,激活工作平面;选择Workplane>Display Working Plane,浏览工作平面;选择PlotCtrls>Pan Zoom Rotate,单击小圆圈直到工作区显示,然后点取Iso(轴测图)图标,如图8-119所示。
图8-113 确定分析类型
图8-114 定义单元类型(一)
图8-115 定义单元类型(二)
图8-116 定义材料属性
图8-117 设置材料的弹性模量和泊松比
图8-118 工作平面
图8-119 视图控制面板
8)创建几何模型。
①GUI:Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>By2Corners&Z,如图8-120所示。
②创建两个圆孔,首先创建两个圆柱体。GUI:Preprocessor>Modeling>Create>Vol-umes>Cylinder>Solid Cylinder,如图8-121和图8-122所示,得到如图8-123所示的实体。
图8-120 创建几何模型(一)
图8-121 创建几何模型(二)
图8-122 创建几何模型(三)
③创建孔:通过布尔运算将圆柱体从垂直面体上除去。GUI:Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volumes。选择垂直面体,单击“Apply”按钮,然后选择两个圆柱体,单击“Apply”按钮,得到剪切好的实体,如图8-124所示。
图8-123 创建几何模型(四)
图8-124 创建几何模型(五)
④移动和旋转工作面,并创建顶板。GUI:WorkPlane>Offset WP by Increments。在“X,Y,Z Offset”文本框中输入“0,3.0,-0.125”,然后单击“Apply”按钮。为了旋转工作面,将滚动条移到90,然后单击按钮,如图8-125所示。GUI:PlotCtrls>Pan Zoom Rotate,单击“Bot”按钮(底部视图),如图8-126所示。
⑤GUI:Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>By 2 Corners&Z。得到如图8-127所示的实体。
⑥旋转工作面,创建侧板。GUI:Workplane>Align WP With>Global Cartesian;Plot>Volumes;WorkPlane>Offset WP by Increments。在“X,Y,Z Offset”文本框中输入“0,0,-0.125”,然后单击“Apply”按钮。为了旋转工作面,将滑动条移到90,然后单击按钮。GUI:PlotCtrls>Pan Zoom Rotate,将视图改变为Left(左视图)。
图8-125 创建几何模型(六)
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图8-126 创建几何模型(七)
图8-127 几何模型
⑦创建侧板。GUI:Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Prism>By Vertices。通过WP=(0,0)、(0,3.125)、(3,3.125)、(3.0,3.0)、(0.125,0)、(0,0)点创建侧板平面。将视图改变为等轴测视图,即单击Iso按钮。将平面沿Z轴方向拉伸0.125。
⑧将三块板合成一体。GUI:Preproces-sor>Modeling>Opertae>Booleans>Add>Vol-umes,单击“Pick All”按钮,完成几何模型的创建,最终几何模型如图8-128所示。
9)模型分析。划分网格前,先确定单元尺寸。
GUI:Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>Smart Size>Basic,设置网格划分大小,如图8-129所示。
GUI:Preprocessor>Meshing>Mesh>Vol-umes>Free,单击“Pick All”按钮,完成网格划分,如图8-130所示。
图8-128 最终几何模型
10)施加边界约束条件。
图8-129 设置网格划分大小
①先对孔边界进行固定。GUI:PlotCtrls>Pan Zoom Rotate。
②选择前视图(Front)。GUI:Solution>Define Loads>Apply>Structureal>Displacement>On Keypoint。
③将拾取模式切换到上。拾取孔的圆心,然后向后拉伸,直到将孔的边界全部包括进去(图8-131)。然后单击“Apply”按钮,完成孔的固定,如图8-132和图8-133所示。
图8-130 完成网格划分
图8-131 拾取孔的圆心
图8-132 约束设置
图8-133 施加边界约束条件
④将视图改变为等轴测视图,即单击“Iso”按钮。
GUI:Select>Entities,在“Min,Max”文本框中输入“3.125,3.125”。
GUI:Plot>Areas。
GUI:Solution>Define Loads>Apply>Structural>Pressure>On Areas,单击“Pick All”按钮,然后确定均布载荷的数值,如图8-134所示。
加载结果如图8-135所示。
图8-134 施加均布载荷
图8-135 加载结果
⑤查看已经施加的边界条件。GUI:PlotCtrls>Symbols,如图8-136所示。
图8-136 查看已经施加的边界条件
GUI:Select>Everything。
GUI:Plot>Areas。
11)对问题进行求解。GUI:Solution>Solve>Current LS,单击“OK”按钮,完成求解。
12)输出变形图和应力图。GUI:General Postproc>Plot Results>Deformed Shape,单击“OK”按钮,得到托架的变形图,如图8-137所示。
GUI:General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu,输出应力分布云图,如图8-138所示。
13)退出并保存结果。单击ANSYS工具栏“Quit”图标,或选中“Save Every thing”单选按钮,单击“OK”按钮,退出并保存结果,如图8-139所示。
图8-137 托架变形图
图8-138 应力分布云图
图8-139 退出并保存结果
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