【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 nu Preprocessor Modeling Operate Extrude Areas Along Normal +設(shè)置DIST = 10。劃分單元如圖2所示：圖1圖21）Main menupreprocessorloadsdefine loadsapplystructuraldisplacementon areas…. Areas為Y=5的那個(gè)面，在復(fù)選框中選擇All DOF 2）Main menupreprocessorloadsdefine loadsapplystructuralpressureon areas… Areas為六個(gè)圓弧面，在value load presvalue輸入1000。 3）求解Main menu solution/solve/current LS….查看變形Main menugeneral postproc/plot results/deformed shape 選中def+undeformed 單擊ok如圖：X方向位移：Y方向位移：Z方向位移：總的位移情況：Mises stress下的情況：去掉拐角處單元后的應(yīng)力情況四、結(jié)果描述１、從變形上來(lái)看該結(jié)構(gòu)：由于結(jié)構(gòu)受到管道給于的壓力，結(jié)構(gòu)的兩側(cè)都被擠向中間。 ２、從位移上來(lái)看該結(jié)構(gòu)：通過(guò)X、Y、Z以及總的位移圖來(lái)看，最上面的放管道的地方位移較大，而最下面的放管道的地方位移較小。３、從應(yīng)力上來(lái)看該結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力出現(xiàn)在最下面的拐角處，最小應(yīng)力出現(xiàn)在六個(gè)外伸端和下面得固定端。 五、小結(jié) 綜合結(jié)果描述，對(duì)該結(jié)構(gòu)提出一些更改的建議，為了減小變形，可以通過(guò)在兩個(gè)斜體之間增加橫梁，用以抵抗變形。為了使管道的位移小，在滿足需求的條件下，結(jié)構(gòu)的那六個(gè)外伸端的位置應(yīng)設(shè)計(jì)的盡量低些。為了防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，可以在最下面的拐角處設(shè)計(jì)成為弧面，使應(yīng)力分散，不出現(xiàn)應(yīng)力集中。通過(guò)圖形看到，在去掉拐角處的單元后，最大應(yīng)力出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的最上端，且最大應(yīng)力減小了30%左右。最小應(yīng)力出現(xiàn)在六個(gè)外伸端和下面的固定端，所以可以考慮設(shè)計(jì)成為空心，以減小結(jié)構(gòu)重量，但需考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這需要做進(jìn)一步分析。某椅子的強(qiáng)度和剛度分析（ANSYS建模）一、問(wèn)題描述有種椅子不是“常規(guī)”的四條腿支撐的結(jié)構(gòu)，而是如圖11：圖11這樣的結(jié)構(gòu)較美觀，且會(huì)有較大的豎向和前后方向的變形，因此比“常規(guī)”的椅子要舒適些，該結(jié)構(gòu)受力是否合理，能否合理利用材料，正是本題目要分析的內(nèi)容。二、幾何模型的簡(jiǎn)化和建立椅子板上的圓角和自重對(duì)結(jié)果的影響不大，可忽略不計(jì)；椅子腿是一個(gè)整體，可用梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)澐志W(wǎng)格，板可用殼單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格。這樣可減少計(jì)算量、提高計(jì)算速度而不至于有大的誤差。幾何模型中只需要有腿的軸線和板的中面。建模步驟如下：(1)Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS... 在對(duì)話框中輸入椅子腿的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)1(0,0,0)。2(0,0,)。3(,0,)。4(,0,)。5(0,0,)。6(0,)；Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→↗Straight Line 順次連接以上關(guān)鍵點(diǎn)；Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→↗Line Fillet 分別選中椅子腿需要倒角的直線，；Main Menu→Preprocessor→Modeling→Reflect→↗Lines 將全部線段關(guān)于XZ平面鏡像,至此椅子腿的軸線生成。(2)Utility Menu→Work Plane→Offset WP to→Keypoints+ 將工作平面移至關(guān)鍵點(diǎn)1, Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→↗On Working Plane 在對(duì)話框中輸入椅子靠背上的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo) (,0)。(,)Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Arcs→↗Through 3 KPs 分別拾取3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)以創(chuàng)建靠背的上、下弧線邊界；Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→↗Straight Line 分別連接相關(guān)的關(guān)鍵點(diǎn)以生成椅子坐席的邊界；Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→↗By Lines 分別拾取三組4條線段生成椅子靠背和坐席；Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Glue→↗Lines/↗Areas 將椅子腿軸線的各段線段粘結(jié)在一起，將椅子坐席的兩塊面也粘結(jié)在一起；至此，椅子的幾何模型已建立，如圖21圖21 幾何模型三、建立有限元模型(1)定義單元類型Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete... 選擇Beam189(1號(hào))和Shell93(2號(hào))單元；Main Menu→Preprocessor→Sections→Beam→Common Sections... 在Sub Type中選擇空心矩形截面梁，按如下尺寸定義梁截面:W1=。W2=。t1=。t2=。t3=。t4=,將精細(xì)度定為4；Main Menu→Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete... 添加1組實(shí)常數(shù)，選擇shell93單元，將TK(I)。TK(J)。TK(K)。TK(L)；(2)定義材料屬性Main Menu→Material Props→Material Models... 依次選擇Structural→Linear→Elastic→Isotropic建立材料模型，這里定義典型的碳素鋼和聚氯乙烯工程塑料分別作為椅子腿和板的材料。1號(hào)材料EX=210E9。PRXY=；2號(hào)材料EX=。PRXY=；(3)劃分網(wǎng)格Main Menu→Preporcessor→Meshing→Mesh Tool... 在Element Attributes中設(shè)置椅子板的材料號(hào)為2，單元號(hào)為2，實(shí)常數(shù)號(hào)為1；椅子腿的材料號(hào)為1，單元號(hào)為1；在Size ；在Mesh中選擇Areas，Shape設(shè)置為Quad→Mapped→3or4 sided,對(duì)椅子靠背和坐席進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分；選擇Lines,直接對(duì)椅子腿軸線剖分網(wǎng)格；Utility Menu→PlotCtrls→Style→Size and Shape... 選中[/ESHAPE]以顯示單元形狀；至此網(wǎng)格劃分已完成，網(wǎng)格如圖31。圖31 有限元模型四、加載和求解Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Displacement→↗On Lines 拾取椅子腿軸線與地面接觸的部分，限制All DOF為0；Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Pressure Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→↗On Areas 拾取椅子坐席中的平面部分，施加5000的壓力；拾取椅子靠背，施加1500的壓力（此處取正值時(shí)為壓）；這里模擬的是約65Kg體重的人雙腳完全懸空坐于椅子上并以較大的力靠于靠背上的情形。Main Menu→Solution→Analysis Type→Sol’n Controls... 在Sol’n Option選項(xiàng)卡中選擇PCG求解器。Main Menu→Solution→Solve→Current LS求解。五、后處理Main Menu→General Postproc→Plot Results→Contour Plot→Nodal Solu... 選擇DOF Solution→ZComponent of Displacement 繪制豎向位移云圖，如圖51，同樣的方法繪制前后方向位移圖，如圖52；Utility Menu→Select→Entities... 選擇Lines。By Num/Pick,拾取椅子腿對(duì)稱的一半；然后選擇Elements。Attached to Lines,選擇已拾取椅子腿上的單元；Main Menu→General Postproc→Plot Results→Contour Plot→Nodal Solu...選擇Stress→Von Mises繪制Mises等效應(yīng)力圖，如圖5