【正文】 命令，展開材料屬性的樹形結(jié)構(gòu)。定義材料模型屬性窗口（2）前面已定義材料屬性中彈性模量EX=1011N?m，泊松比PRXY=。雙擊Isotropic，如下圖所示在彈出的對話框EX文本框中輸入彈性模量“”，在PRXY文本框中輸入泊松比“”。 線性各向同性材料的彈性模量和泊松比 適用場合角支座是機(jī)械工程中的經(jīng)常使用的支撐類結(jié)構(gòu)，在工作過程中承受較大的彎曲載荷作用，是拉彎復(fù)合變形典型零件，要求其具有足夠的強(qiáng)度和剛度要求，才能滿足使用要求。工程上將結(jié)構(gòu)或構(gòu)件連接在支承物上的裝置，稱為支座。在工程上常常通過支座將構(gòu)件支承在基礎(chǔ)或另一靜止的構(gòu)件上。支座對構(gòu)件就是一種約束。支座對它所支承的構(gòu)件的約束反力也叫支座反力。支座的構(gòu)造是多種多樣的，其具體情況也是比較復(fù)雜的，只有加以簡化，歸納成幾個(gè)類型，才便于分析計(jì)算。建筑結(jié)構(gòu)的支座通常分為固定鉸支座，滑移支座，固定(端)支座和輥軸支座四類。(1)滑移支座:垂直方向不能移動，可以轉(zhuǎn)動，可以沿水平方向移動。構(gòu)件與支座用銷釘連接，而支座可沿支承面移動，這種約束，只能約束構(gòu)件沿垂直于支承面方向的移動，而不能阻止構(gòu)件繞銷釘?shù)霓D(zhuǎn)動和沿支承面方向的移動。所以，它的約束反力的作用點(diǎn)就是約束與被約束物體的接觸點(diǎn)、約束反力通過銷釘?shù)闹行?，垂直于支承面，方向可能指向?gòu)件，也可能背離構(gòu)件，視主動力情況而定。(2)固定鉸支座:可以轉(zhuǎn)動，水平、垂直方向不能移動。構(gòu)件與支座用光滑的圓柱鉸鏈聯(lián)接，構(gòu)件不能產(chǎn)生沿任何方向的移動，但可以繞銷釘轉(zhuǎn)動，可見固定鉸支座的約束反力與圓柱鉸鏈約束相同，即約束反力一定作用于接觸點(diǎn)，通過銷釘中心，方向未定。固定鉸支座的約束反力，可以用FRA和一未知方向角α表示，也可以用一個(gè)水平力FXA和垂直力FYA表示。(3) 固定(端)支座整澆鋼筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌固在墻中，一端懸空，這樣的支座叫固定端支座。在嵌固端，既不能沿任何方向移動，也不能轉(zhuǎn)動，所以固定端支座除產(chǎn)生水平和豎直方向的約束反力外，還有一個(gè)約束反力偶。(4)輥軸支座豎向位移為零，可水平位移，可轉(zhuǎn)動。4 PROE軟件角支座的三維建模 PROE建模的思路和過程因?yàn)榻侵ё慕Y(jié)構(gòu)簡單、特點(diǎn)鮮明，所以使用PROE進(jìn)行角支座的三維建模也很簡單。，打開零件設(shè)計(jì)界面，首先選定一個(gè)平面，再次平面上建立基礎(chǔ)的拉幾何圖案即一個(gè)長方形長200cm寬100cm。確定后選中長方形拉伸40cm，然后繼續(xù)在此平面上作圖，畫出一個(gè)直徑30cm的圓形并陣列出其他5個(gè)。即下圖步驟1要求這6個(gè)圓形在長方形的下半部每邊3個(gè)并平行，完成作圖后確定選擇移除材料。繼續(xù)在此平面作圖并選擇長方形的上半部建立一個(gè)寬40cm的相同長度的長方形并拉伸160cm，在拉伸的長方形挖同樣的6個(gè)螺孔。即構(gòu)成了角支座的主體，即下圖步驟2完成在零件中做出支撐塊，即完成角支座三維模型的建立。即下圖步驟3 ANSYS的導(dǎo)入和分析將繪制完成的角支座三維模型保存為IGES格式的文件（注意IGES文件只能存放于全英文文件中，不然無法被ANSYS軟件讀取），如下圖選定三維模型的導(dǎo)入打開ANSYS軟件將IGES幾何模型文件經(jīng)由ANSYS的FILM菜單中的IMPORT指令輸入到ANSYS軟件中，文件導(dǎo)入完成后即可開始ANSYS的分析和計(jì)算。 網(wǎng)格劃分 將角支座導(dǎo)入后選擇PREPROEESSOR選項(xiàng)點(diǎn)擊ELEMENT TYPE打開角支座的材料和形狀的選擇界面，選擇角支座的材料為Solid，形狀為briek即磚狀物體。然后打開MATERIAL PROPS選項(xiàng)點(diǎn)擊MATERIAL MODEL選擇STRACTURE點(diǎn)擊Linean繼續(xù)點(diǎn)擊Elartic再點(diǎn)擊Isotropic，即下圖打開ANSYS分析的數(shù)據(jù)輸入界面。如下圖輸入數(shù)據(jù)點(diǎn)擊MESH選項(xiàng)打開網(wǎng)格數(shù)據(jù)界面，選擇角支座的SMART SIZE為最大即9，如下圖 在網(wǎng)格數(shù)據(jù)界面點(diǎn)擊mesh選擇拾取全部等待幾秒后角支座網(wǎng)格畫成，即為下圖角支座網(wǎng)格圖本次設(shè)計(jì)的角支座的最大承受載荷為500，打開ANSYS軟件的LOAD選項(xiàng)點(diǎn)擊DEFINE LOALS中的APPLY選項(xiàng)對角支座施加約束，約束的作用點(diǎn)為角支座的下底座的6個(gè)螺孔面。角支座加約束將角支座下底座固定完成后即可對角支座的上部施加載荷即為500，角支座載荷的施加點(diǎn)為角支座上部的6個(gè)螺孔面。加載荷固定和施加載荷完成后即可開始下一步的計(jì)算。5 角支座的有限元結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算分析 軟件計(jì)算和內(nèi)容由于角支座的簡單結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格的最大粗糙尺寸，所以軟件的計(jì)算過程也十分簡單,加載完成后求解如下圖求解計(jì)算過程如下圖軟件計(jì)算過程 等待軟件件算完成如下圖計(jì)算完成 在電腦完成計(jì)算之前不能隨便操作電腦，因?yàn)榇藭r(shí)軟件正處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)算的過程，電腦的大部分運(yùn)算資源被占用，在執(zhí)行其他操作的話可能會造成軟件的崩潰，造成計(jì)算失敗和數(shù)據(jù)的丟失。 查看von Mises等效應(yīng)力查看角支座的位移圖，如下查看位移點(diǎn)擊即可得到角支座的位移圖如下角支座的位移圖點(diǎn)擊打開角支座的應(yīng)變圖菜單，如下圖查看應(yīng)變點(diǎn)擊角支座的應(yīng)變圖，如下角支座的應(yīng)變圖 查看接觸應(yīng)力 從主菜單欄選擇Main Menu：General Postproc Plot Result Contour Plot Nodal Solu 命令，打開Contour Nodal Solution Date（等值線顯示節(jié)點(diǎn)解數(shù)據(jù)）對話框。在Item to be contoured（等值線顯示結(jié)果項(xiàng)）域中選擇Stress（應(yīng)力）選項(xiàng)。在對話框列表中分別選擇XComponent of stress（X方向應(yīng)力）圖YComponent of stress（Y方向應(yīng)力）圖ZComponent of stress（Z方向應(yīng)力）圖von Mises stress（總方向應(yīng)力）選項(xiàng)。選擇Deformed shape only（僅顯示變形后模型）圖4單元選項(xiàng)按鈕。即可得出各個(gè)方向應(yīng)力分布圖，如圖所示。查看應(yīng)力角支座各個(gè)方向和總的應(yīng)力圖圖1 X方向的位移圖圖2 Y方向的位移圖圖3 Z方向的位移圖角支座總的應(yīng)力圖 接觸應(yīng)力集中點(diǎn)分析 由角支座的應(yīng)力圖可以清晰的觀察到位移最大的部位為角支座上部螺孔的右上方，其形變非常明顯，越是角支座材料薄弱的部位其發(fā)生的形變也越大。而作為實(shí)驗(yàn)的角支座單元的螺孔也較為靠近角支座的邊緣，所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的情況數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)最新的性能更高的角支座時(shí)，應(yīng)該盡量將螺孔向角支座的中部集中，但是也不能太靠近中部以防導(dǎo)致角支座的中部因應(yīng)變過大，而導(dǎo)致角支座從中部被撕裂開。結(jié)論論文以角支座的建模及強(qiáng)度分析作為研究課題，以Pro/E軟件對角支座的精確建模，以有限元理論為基礎(chǔ)，以ANSYS有限元分析軟件作為研究工具，對角支座的強(qiáng)度作有限元分析，得出如下結(jié)論：利用Pro/E軟件來創(chuàng)建漸角支座三維有限元模型，為有限元的分析和計(jì)算提供了極大的方便，因?yàn)檩^ANSYS來說，Pro/E軟件進(jìn)行三維建模更方便容易。網(wǎng)格劃分時(shí)，沒有采用完全自由網(wǎng)格劃分，因?yàn)锳NSYS有自己的劃分規(guī)則，確保了在ANSYS中進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析的正確性，從而可以大大減少試驗(yàn)費(fèi)用，降低成本，為角支座的優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，進(jìn)而可以優(yōu)化角支座的材料和工藝，最終實(shí)現(xiàn)角支座結(jié)構(gòu)、材料和工藝的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。因?yàn)槲抑R面還很狹窄，知識的儲備也還很薄弱，所以致謝參考文獻(xiàn)[1]劉錫良，[J].建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展，2004，6(1)：1219.[2]DE OLIVEIRA J C，WILLIBALD S，PACKER J，etal. 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