1.创建分析项目
1)在Windows操作系统(Windows 8版本以下)选择“开始”→“所有程序”→“ANSYS 17.0”→“Workbench 17.0”,或在Windows 8操作系统中找到Workbench 17.0图标并单击,启动ANSYS Workbench 17.0,进入主界面。
2)双击主界面Toolbox中的“Analysis System”→“Static Structural”选项,即可在项目管理区创建分析项目A,如图17-2所示。
2.定义材料数据
1)双击项目A中的A2栏中的“Engineering Data”项,进入如图17-3所示的工程数据界面,在该界面下即可进行材料参数设置。
图17-2 分析项目
图17-3 工程数据界面
2)在界面的空白处右击,在弹出的快捷菜单中选择“Engineering Data Sources”,此时原界面窗口中的Outline of Schematic A2:Engineering Data消失,Engineering Data Sources及Outline of Favorites窗口出现,如图17-4所示。
图17-4 工程数据库界面
3)单击Engineering Data Sources窗口中的“General Non-linear Materials”,此时Outline窗口显示为Outline of General Non-linear Materials。
4)在Outline of General Non-linear Materials窗口中,选择“Gasket NonLinear Unloading”,然后单击后面的添加符号,如图17-5所示。
5)在界面的空白处右击,在弹出的快捷菜单中选择“Engineering Data Sources”,返回到初始界面中,此时Outline of Schematic A2中显示添加的“Gasket Non Linear Unloading”,如图17-6所示。
6)单击选择“Gasket Non Linear Unloading”,查看其材料属性,可看到材料模型曲线。
7)关闭A2:Engineering Data,返回到Workbench主界面,材料添加完毕。添加的材料的加载和卸载曲线如图17-7所示。
图17-6 已添加非线性卸载垫片材料
图17-7 非线性加载和卸载曲线
3.添加几何模型
1)在A2栏的“Geometry”上右击,在弹出的快捷菜单中选择“Import Geometry”→“Browse”,此时会弹出“打开”对话框。
2)在弹出的“打开”对话框中选择文件路径,导入“chap17”几何体文件,此时A2栏“Geometry”后的变为,表示实体模型已经存在。
3)双击项目A中的A2栏“Geometry”,会进入到DM界面,查看模型如图17-8所示,此时如果设计树中显示,表示需要生成模型,可进行步骤4),否则可直接进入步骤5)。
图17-8 DM模型
4)单击“Generate”按钮,即可显示生成的几何体,此时可在几何体上进行其他的操作,本例无需进行操作。
5)单击DM界面右上角的“关闭”按钮退出DM,返回到Workbench主界面。
4.定义零件行为
1)双击主界面项目管理区项目A中的A4栏“Model”项,进入Mechanical界面,分析项目树结构图如图17-9所示,在该界面下即可进行网格的划分、分析设置、结果查看等操作。导入的模型中间部分为仿真垫片材料。(www.xing528.com)
图17-9 分析项目树结构图
2)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中“Geometry”选项下的第1个“Solid”,此时即可在Details of“Solid”细节窗口中给模型添加材料。
3)单击参数列表中的“Material”选项下“Assignment”黄色区域后的,会出现设置的材料,选择“Gasket Non Linear Unloading”即可将其添加到模型中。此时树结构图“Geometry”前的变为,表示材料已经添加成功。然后将“Stiffness Behavior”设置为“Gasket”,如图17-10所示。
图17-10 设置垫片材料和垫片行为
5.划分网格
1)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的“Mesh”选项,此时可在Details of“Mesh”细节窗口中修改网格参数,本例中采用默认设置。
2)在Outline树结构图中的“Mesh”选项上右击,在弹出的快捷菜单中选择“Generate Mesh”,生成网格最终的效果如图17-11所示。
6.设置求解选项
选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的“Analysis Settings”项,设置细节窗口和表格参数,如图17-12和图17-13所示。
图17-11 网格划分效果
图17-12 分析选项载荷步1设置
图17-13 分析选项载荷步2设置
7.设置边界条件
1)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的“Static Structural(A5)”选项,此时会出现Environment工具栏。
2)选择Environment工具栏中的“Supports”→“Displacement”,此时在树结构图中会出现“Displacement”对象。
3)选中“Displacement”,选择x坐标为0的面,然后在细节窗口的“Geometry”中单击“Apply”按钮,并设置其细节窗口参数,见表17-1。
表17-1 边界条件设置表
4)添加Displacement 2,选择y坐标为0的面,然后在细节窗口的“Geometry”中单击“Apply”按钮,并设置细节窗口参数,见表17-1。
5)添加Displacement 3,选择z坐标为0的面,然后在细节窗口的“Geometry”中单击“Apply”按钮,并设置其细节窗口参数,见如表17-1。
6)添加Displacement 4,选择z坐标为30的面,然后在细节窗口的“Geometry”中单击“Apply”按钮,并设置其细节窗口参数,见表17-1,其载荷表格数据设置如图17-14所示。
图17-14 Displacement4数据设置
7)选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的“Static Structural(A5)”选项,查看边界条件示意图,如图17-15所示。
图17-15 边界条件示意图
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