扳手的載荷和約束條件的實(shí)現(xiàn)方法正文畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-07-30 17:46本頁面
【正文】 單元離散化、單元分析、整體分析。有限元方法計算精度高，速度快，可縮短設(shè)計試制周期和降低成本。當(dāng)圖形繪制完畢，可立即進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并進(jìn)行強(qiáng)度計算。有限元法可用于各種模擬和分析方法中，在固體力學(xué)、流體力學(xué)、機(jī)械工程、土木工程、電氣工程等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在汽車領(lǐng)域，有限元法可用于建立汽車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的振動模型，還可以用于設(shè)計的剛度與變形分析、設(shè)計的應(yīng)力與疲勞分析、碰撞模擬和塑性變形分析等。引入邊界條件的方法簡單，邊界條件不進(jìn)入單個有限元單元的方程，而是在得到整體代數(shù)方程后再引入邊界條件，這樣內(nèi)部和邊界上的單元都能夠采用相同的場變量模型。有限元法不僅適應(yīng)與復(fù)雜的幾何形狀和邊界條件，而且能處理各種復(fù)雜的材料性質(zhì)問題，另外還可解決非均值連續(xù)介質(zhì)的問題。有限元法通常采用矩陣表達(dá)形式，非常便于編制計算機(jī)程序，從而適應(yīng)于電子計算機(jī)的運(yùn)算工作。對有較深數(shù)學(xué)知識的人來說，完全可以用數(shù)學(xué)語言來描述，并獲得嚴(yán)格推理。 ANSYS軟件介紹目前國內(nèi)外應(yīng)用比較成熟的有限元軟件有ANSYS，IDEAS，ALGOR，ABACUS，MARL等，其中ANSYS以其自身的特點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛。 ANSYS在有限元軟件中的地位在世界各地的各行業(yè)，ANSYS獲得了廣泛應(yīng)用，并取得了成功。s Toys公司的兒童滑梯、Motorola公司的Star/TAC手機(jī)、殼牌潤滑油油桶、阿爾斯通的高速列車、各大汽車公司的各類汽車，甚至Wilson公司的INVEX高爾夫球桿、FMC公司的通心粉生產(chǎn)線、Black Decker公司的蒸汽電熨斗等等，都有ANSYS立下的汗馬功勞。這與現(xiàn)在應(yīng)用于微機(jī)上的版本相比己有了很大的不同，它僅提供了熱分析及線性結(jié)構(gòu)分析功能，只是一個批處理程序，且只能在大型計算機(jī)上運(yùn)行。20世紀(jì)70年代后期，交互方式的加入大大簡化了模型生成和結(jié)果評價。在分析完成之后立即可用交互式圖形來分析檢驗(yàn)計算結(jié)果。同時，還提供了強(qiáng)大和完整的聯(lián)機(jī)說明和系統(tǒng)詳細(xì)的聯(lián)機(jī)幫助系統(tǒng)，是用戶能夠不斷的深入學(xué)習(xí)并完成一些深入的課題。另外，良好的開放性使得用戶能夠在ANSYS系統(tǒng)上進(jìn)行二次開發(fā)和擴(kuò)展新的功能。在幾何建模上，ANSYS不僅具有依次生成點(diǎn)、線、面和體的自底向上建模方式，還具有通過幾何體素和采用布爾運(yùn)算而生成幾何模型的自頂向下建模方式。針對不同的幾何體，ANASY還有拖拉網(wǎng)格、層網(wǎng)格劃分、局部細(xì)化等方法。(2)強(qiáng)大的加載求解能力在ANSYS中，包括位移、力、溫度等在內(nèi)的任何載荷均可直接施加在任意幾何實(shí)體或者有限元實(shí)體上，載荷可以是具體數(shù)值，也可以是與時間或者是坐標(biāo)有關(guān)的任意函數(shù)。(3)強(qiáng)大的后處理能力 利用ANSYS可以獲得任何節(jié)點(diǎn)、單元的數(shù)據(jù)。此外時間歷程分析功能可以對載荷進(jìn)行疊加分析計一算。(2)施加載荷和求解：a)定義分析類型和設(shè)置分析選項；b)施加載荷及載荷選項、設(shè)定約束條件；c)選擇求解方法；d)求解。雖然ANSYS本身具有建模功能，但是其建模的能力非常有限，只能處理一些簡單的模型。許多工程技術(shù)人員就是利用PROE建模，通過PROE和ANSYS之間的圖形接口將模型導(dǎo)入ANSYS，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)劃分，加載和求解，簡化分析工作。1. IGES(The Initial Graphics Exchange Specification—基本圖形交換規(guī)范標(biāo)準(zhǔn))是1981年有ANSI（ American National Standards Institute—美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會）公布為美國標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。ANSYS內(nèi)置了IGES轉(zhuǎn)換過濾器，它支持IGES格式文件的輸入。因此通過IGES格式進(jìn)行兩個軟件之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時比較常用的方法，且比較容易實(shí)現(xiàn)。選擇保存路徑，在文件類型列表框中選擇“IGES(*.igs)”，然后點(diǎn)確定。彈出Import IGES對話框。點(diǎn)擊OK，彈出下一個import IEGS File對話框，：點(diǎn)擊Browse,彈出IEGS文件選擇對話框，：選擇剛生成的副本，就成功的把PROE文件導(dǎo)入了ANSYS中。但也存在著一些缺陷：首先IGES沒有規(guī)范化的模型，表達(dá)結(jié)構(gòu)及某些幾何模型時較為復(fù)雜，容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)換不穩(wěn)定的現(xiàn)象。此外由于這些文件的數(shù)據(jù)安排方式相當(dāng)復(fù)雜，以至于難以被人理解，因此如果文件出錯，很難將其找出修正。（1）通過PROE—ANSYS接口軟件設(shè)計ANSYS軟件內(nèi)嵌了對PROE的支持，他不僅將PROE模型數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換給ANSYS，同時也提供了以執(zhí)行部件為基礎(chǔ)的參數(shù)化設(shè)計功能?？梢越o工程技術(shù)人員在有限元分析中采用何種后處理提供良好的支持。PROE—ANSYS接口的設(shè)置方法為：（2）運(yùn)行“開始”/“所有程序”/ANSYS ,彈出ANS_ADMIN 。 Configuration options對話框（4）選擇Configure Connection for PROE選項，彈出Configure ANSYS Connection for PRO/E對話框。點(diǎn)擊OK，彈出PRO/Engineer installation information對話框。點(diǎn)擊OK，彈出ANSYS配置成功的消息框。（8）上述配置完成之后。ANSYS啟動后，點(diǎn)擊菜單欄Plot/Volumes，便可看到完整的模型。主要包括3個基本類型的常數(shù)定義:單元類型定義(Element Type)，實(shí)常數(shù)定義((Real Constant)，以及材料屬性定義(Material Attributes)。ANSYS提供了大約200種單元用于工程分析。經(jīng)常采用的單元有：（1）線單元a) 梁單元：主要用于螺栓，薄壁桿件，C型截面構(gòu)件，角鋼等模型b) 桿單元：用于彈簧，螺桿，預(yù)緊力螺桿和薄膜椼架等模型。（2）殼單元d) 殼單元用于薄板或曲面模型。（3）三維實(shí)體單元f) 用于那些由于幾何形狀、材料、載荷或分析要求細(xì)節(jié)等原因造成無法采用簡單單元進(jìn)行建模的結(jié)構(gòu)g) 用于從三維CAD系統(tǒng)轉(zhuǎn)化來的幾何模型，把它轉(zhuǎn)化為二維或殼體需要花費(fèi)大量的時間和精力?？紤]扳手的結(jié)構(gòu)和變形位移特點(diǎn)，本文選SOILD中的 10 NODE 92單元類型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 定義材料屬性絕大多數(shù)單元類型都需要材料屬性。 u 線性或者非線性178。 u 不隨溫度變化或者隨溫度變化像單元類型和單元實(shí)常數(shù)一樣，每一組材料屬性也有一個材料屬性參考號。在一個分析中，可能有多個材料屬性組(對應(yīng)模型中有多種材料)。常溫下可以直接取低合金鋼的172Gpa， 10179。自由網(wǎng)格對于單元形狀沒有限制，并目對兒何模型沒有特定的要求。映射面網(wǎng)格只能包含四邊形或二角形單元；映射體網(wǎng)格只能包含六面體單元。如果想要得到這種網(wǎng)格類型，必須將幾何模型生成具有一系列相當(dāng)規(guī)則的體或面才能對其采用映射網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分。（1）建立修改工作文件名和標(biāo)題：打開文件，點(diǎn)擊Utility Menu / File/ Change Job name，打開Change Job name菜單 ，輸入在Enter new Job name框中輸入“Bicycle frame”，在New log and error files選yes，創(chuàng)建新的日志文件和錯誤文件。 Change Job name菜單 Chang Tile菜單（2）選擇分析類型：點(diǎn)擊ANSYS Main Menu / Preferences，打開Preferences for GUI Filtering 菜單，選擇Structural。 Element Types菜單圖 Library of Element Types菜單（4）定義材料屬性：點(diǎn)擊ANSYS Main Menu / Preferences / Material Models打開Define Material Model Behavior菜單，選擇Structural / Linear / Elastic/Isotropic，打開Linear Isotropic Properties for Material Num…菜單，在EX框中輸入206+e9。點(diǎn)擊ANSYS Main Menu / Preferences / Meshing
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