研究一铜合金制作的零件在一定边界条件下,施加不同的温度,从而改变该零件的应力、位移,并对位移(Tatal Displacement)和应力(VonMies Stress)结果进行比较。
使用SOLIDWORKS和ANSYS Workbench两款软件进行模型的搭建和分析。
1.模型搭建
使用SOLIDWORKS进行模型搭建,该铜合金零件材质为青铜C51000,厚度为2mm,重量378g,在半圆穹顶顶面有一个直径30mm的圆形分割线,方便后期施加作用力,对四处尖角位置进行圆角处理,三维模型及二维模型如下:


2.材料赋予
进入ANSYS Workbench中,在静力学分析单元(static structure)中定义零件材质特性,参数如下:

青铜C51000材质参数
将该上述材质参数赋予模型,模型将获得青铜C51000的相关特性。
3.前处理
使用ANSYS Workbench对模型进行网格划分:添加网格划分方法,将网格划分方法设置为4面体方法

① 添加面尺寸调整,选取零件上表面及分割线包围的圆形,进行网格尺寸设置,网格尺寸为1mm。

调整“网格”中其他位置网格尺寸为5mm,使用自适应网格调整,将“膨胀”增长率调整为1.1。

生成网格

3.1 边界条件赋予
使用ANSYS Workbench对模型进行边界条件赋予,添加固定支撑约束,对于零件底部四处“尖角”位置施加约束;添加载荷,在分割线包围的圆上垂直向下施加10N的力;添加热条件,对于零件整体施加22℃、50℃、100℃的温度;
4.模拟计算
热条件为22℃,结构位移及应力结果如下


5.后处理
针对上述数据进行汇总,得出如下折线图


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