Ansys静力学仿真基础教程

实战案例一

φ12×50销杆,中间打孔φ5,吊载10t,材料:结构钢,进行受力分析。

步骤:

1.建模:保存零件为stp格式;

2.摸拟:Ansys软件导入零件模型,进行网格划分,添加约束及载荷;

3.分析:参考应力、变形云图,分析运算结果;

4.保存:读取。


导入stp模型后,点击Model


定义未打钩的问题,插入固定约束和力,求解插入需要计算的问题,等效应力和总变形。


结果如图:

等效应力


总变形


案例2:

方头轴25×25×5(φ12×30),方头端面固定,圆轴端2kN切力,受力分析

步骤:

1.建模:建模,保存零件为stp格式;


2.模拟:Ansys软件导入零件模型,进行网格划分,添加约束及载荷;


   网格划分
 


   选择固定支撑面
 


   选择受力面和受力方向,切应力方向
 


   3000N,选择面
 

3.网格划分:2mm、1mm, 整体2mm局部1mm(精度经验);

4.分析:插入应力、变形,参考运算结果;


   最大变形0.14
 


   最大等效应力493N
 

注意:如果改变网格需要在另一个独立系统改,不能直接在同一个计算系统下直接更改!


   几何模型直接拖拽关联,不用重新导入
 


   网格划分时候可以选择面尺寸调整,局部改变网格划分精细程度
 


   局部精细的网格面
 


   结果
 

附:网格四面体和六面体划分方法


   插入自动方法,选择几何体
 


   选择缓慢
 


案例3:装配体


与零件不同,装配体需要定义接触类型

接触的翻译:

Bonded(绑定):法线方向不可分开,切线方向也不可发生相对滑动。→固定的、一体的、焊接的

No Separation(不分离):法线方向不可分开,切线方向可以发生轻微的无摩擦滑动。→轻微光滑滑动


Frictionless(无摩擦):法线方向可以分开,切线方向可以发生相对滑动,且没有摩擦力。→冰面上

Rough(粗糙):法线方向可以分开,切线方向不可以发生相对滑动→推不动

Frictional(有摩擦):法线方向可以分开,切线方向可以发生相对滑动,存在摩擦力。可推动(设置摩擦系数)

装配体的流程步骤:

◆导入模型(STP):Ansys导入模型;

◆接触设置:五种类型进行选择设置(默认:绑定);

◆网格划分:不同实体进行网格划分;

◆约束载荷:添加约束及载荷;

◆结果分析:参考应力、变形、安全条数等;

◆保存结果:读取。

实际操作,接触类型设置:


   设置无分离,上下不分离,切线有轻微滑动
 


   粗糙,法线可分离,切线推不动
 


   摩擦。法线可分离,切线可以有滑动
 


   绑定,焊接一体化
 

网格划分:


   整体网格设置为6
 


   把手设置网格尺寸为5
 

选择静态结构,插入固定支撑和力。


   固定支撑面
 


   1000N的压力
 


   10000N的压力
 

求解,插入等效应力和总变形,选择整体和独立的零件进行仿真。


   总变形
 


   等效应力
 


   把手的等效弹性应变
 


   把手的总变形
 


   垫块的应变
 


   垫块的总变形
 

安全系数


   在工具箱里选择应力工具
 


   整体的安全系数
 


   把手的安全系数
 

案例4:满水水箱受力分析

◆导入模型:Ansys导入模型(STP);

◆接触设置:默认:绑定。改为摩擦接触,摩擦系数02;

◆网格划分:不同实体进行不同网格划分(地面200,水箱50)

◆约束载荷:静液力压力(密度、重力加速度及方向、液面基准)

◆求解内容:整体(局部水箱)应力、变形、安全系数;

◆保存结果:读取。


接触设置


   设置摩擦系数0.2
 

网格设置


   整体20
 


   箱体为5
 

约束载荷


   固定支撑
 


   插入静态液压力,选择内表面五个面
 


   参数选择,其中位置是液面位置,选择箱体最高面
 

求解,添加总变形和等效应力,可以选择单独箱体和安全系数

结果如图所示,这里没有选好材料,结果仅供试验参考


   总变形
 


   等效应力
 


   安全系数
 

案例5:桌面铜板自重受力仿真分析

◆导入模型:Ansys.导入模型(STP);

◆材料添加:各实体材料的设置;

◆接触设置:摩擦接触,摩擦系数0.5、其余无摩擦、粗糙;

◆网格划分:不同实体网格划分(地面200,桌面、铁板50、默认30)

◆约束载荷:固定支撑面、标准地球引力;

◆求解内容:应力、变形一一整体、地面、桌腿、桌面、铁板;

◆保存结果:读取。


材料添加


   在几何结构里添加材料,地面为混凝土,桌架为刚结构,桌面为玻璃,板子为青铜
 

接触设置


   地面接触为粗糙
 


   桌架与桌面为摩擦,系数为0.5
 


   板子为桌面为无摩擦
 

网格设置


   整体网格20
 


   底板网格150
 


   桌面50
 


   钢板30
 

约束载荷


   固定支撑应为地面,最好选底下的面不是上面的,更接近现实
 


   添加标准地球重力,选择对方向
 

求解和结果


   总变形
 


   等效应力
 


   总变形
 


   等效应力
 


   总变形
 

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