Ansys workbench: 屈曲分析

2017-04-15 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

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概述

工程中有許多細(xì)長桿和受壓零件在工作時,都會面臨著壓桿屈曲問題,而傳統(tǒng)的材料力學(xué)的求解方法是利用Euler公式來求取其臨界載荷。

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經(jīng)證明,該公式在長細(xì)比超過90有效。而實際工況中,往往情況復(fù)雜,為此我們用ansys軟件來模擬這一情況。

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分析過程

(1)打開ansys workbench進入操作界面

圖1 ansys操作界面

(2)創(chuàng)建分析模塊

雙擊主界面左側(cè)工具箱中的Static Structural選項,即可創(chuàng)建項目A;接著點擊linear Buchling模塊,用鼠標(biāo)左鍵拖到項目管理區(qū),當(dāng)項目A中A6 Solution項出現(xiàn)紅色時,放開鼠標(biāo),即創(chuàng)建模塊B;此時分析模塊創(chuàng)建完畢。

圖2 添加分析模塊

(3)定義材料屬性

雙擊模塊A中的A2欄Engineering Data,可進入材料設(shè)置界面,進行材料選擇,本案例采用默認(rèn)材料(結(jié)構(gòu)鋼)

(4) 創(chuàng)建幾何模型

雙擊A3欄進入DM界面,在DM界面可以畫出分析模型。分析模型還可以再其它三維軟件畫好后導(dǎo)入進來。為方便計算,本次案例模型如下圖示:

圖3 分析模型

(5)網(wǎng)格劃分

雙擊A4欄的model項,進入Mechanical界面,在該界面進行網(wǎng)格劃分。

圖4 Mechanical分析界面

首先:點擊Mechanical界面左側(cè)的Outline結(jié)構(gòu)圖中的Mesh選項,此時可在Detail of Mesh 中選擇網(wǎng)格參數(shù);其次:用鼠標(biāo)右鍵點擊Outline結(jié)構(gòu)樹種的Mesh,選擇Generate Mesh,本例采用默認(rèn)設(shè)置。網(wǎng)格效果如下圖所見:

Ansys workbench: 屈曲分析ansys結(jié)構(gòu)分析圖片6

圖 5 網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置

Ansys workbench: 屈曲分析ansys結(jié)構(gòu)分析圖片7

圖6 網(wǎng)格劃分效果

(6)定義邊界屬性

1、選擇mechanical界面左側(cè)outline結(jié)構(gòu)樹中的A5;

2、選擇environment工具欄中的support下面的fixed support,然后選中零件的一端,點擊detail of support 細(xì)節(jié)欄中g(shù)eometry選項下的apply按鈕,即可在桿件一端施加約束。

Ansys workbench: 屈曲分析ansys結(jié)構(gòu)分析圖片8

圖7 施加約束

3、選擇environment工具欄中的loads下面的force,選擇分析桿件的另一端,再點擊細(xì)節(jié)欄中g(shù)eometry選項的apply,同時設(shè)置x方向-800N的力。

圖8 施加力

4、選擇environment工具欄中的support下面的displacement,選擇整個線體,再點擊細(xì)節(jié)欄中g(shù)eometry選項的apply,即可設(shè)置位置約束,同時設(shè)置x放向的位移為0.

圖9 位置約束

5、選擇outline結(jié)構(gòu)圖中的A5欄,即可查看所有邊界條件。

圖10 邊界條件設(shè)置

(7)線性屈曲分析求解

1、點擊outline結(jié)構(gòu)圖中A5選項的鼠標(biāo)右鍵,選擇solve求解,此時會顯示求解進度條,表示正在求解,求解完后自動消失。求解信息可點擊solution information查看。

2、求解器設(shè)置

單擊B5中的analysis setting,在細(xì)節(jié)欄中設(shè)置max modes to find為4.

圖11 求解參數(shù)設(shè)置

單擊outline中的B5選項的鼠標(biāo)右鍵,選擇solve求解,求解信息可通過solution information來查看。

Ansys workbench: 屈曲分析ansys結(jié)構(gòu)分析圖片18

圖12 求解信息

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求解結(jié)果

Ansys workbench: 屈曲分析ansys結(jié)構(gòu)分析圖片19

選擇mechanicl界面左側(cè)solution(B6)選項,選擇solution工具欄的deformation下面的total命令,選中零件,然后單擊細(xì)節(jié)窗口geometry下的apply按鈕,此時添加整體變形的等值線云圖。同理繼續(xù)添加total deformation 2-4。接下來再右鍵單擊total deformation,并選擇evaluate all results。結(jié)果如下: