ANSYS對機架強度的有限元分析

2016-10-25  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

本期分享主要是對于軋機的機架的有限元分析。在對機架三維建模后,導入ansys有限元分析軟件進行分析。首先,對機架進行合理網格劃分,以及邊界條件、載荷的施加,給出機架內的應力分布、位移分布(縱向、橫向)以及最大應力值、發生位置,校核機架是否滿足強度要求,并計算機架的縱向剛度。

1、三維模型的創建及導入

 (1)、 在solidworks軟件中創建機架的三維圖,并保存為*.x-t格式文件,打開ansys     軟件。通過multi manu------import--------parameter--------1750j01.x-t,將創建的模型導入ansys軟件中。

(2)、設置單元類型    

      ANSYS Main Menu—>Preprocessor—>Element Type—>Add/Edit/Delete

選取10node187單元

(3)、設置材料屬性

 ANSYS Main Menu—>Preprocessor—>Material Props—> Material Models

各向同性線彈性材料:E=2e11,ν=0.3

(4)、網格劃分

ANSYS Main Menu>Preprocessor>Meshtool選擇Smartsize,設置網格疏密程度4級,點擊mesh?？筛鶕枰?在應力比較集中之處細化網格。

選中要劃分的體(亦可點擊Pick All),點擊ok。出現警告信息點確定即可。

2、載荷與約束的施加

(1)、施加對稱約束

ANSYS Main Menu>Solution>Define Loads>Structural>Displacement>Symmetry B.C>on Areas選取3個對稱面,點擊ok。

(2)、施加軋制壓力pressure

ANSYS Main Menu>Solution>Define Loads>Structural>Pressure>on Areas

選定機架上與壓下螺絲接觸的位置施加壓力,輸入壓力值:總軋制力P/4/作用面面積

選定機架上與下支承輥軸承座接觸的位置施加壓力,輸入壓力值:軋制力P/4/作用面面積。

(3)、機架地腳螺栓孔施加固定位移約束

ANSYS Main Menu>Solution>Define Loads>Structural>Displacement ->on Areas

選取地腳螺栓孔內部的四個面,點擊ok。

3、求解

ANSYS Main Menu>Solution>Solve>Current LS,出現verify對話框選擇yes,分析完后點擊close

4、讀取分析結果

(1)、顯示變形后的結果

(2)、Y方向的位移

由Y方向的位移圖可以看出:最大位移為Y1=0.507e-3m,最小位移Y2=-0.158e-3m。所以零件的縱向剛度為fk=P/2/y=2e7/2/(0.507e-3+0.158e-3)=1.5e10N/m

(3)、等效應力查看

查看立柱處等效應力:multimanu--select--entity--element---OK---box--OK---plotctrl--replot

同樣的方法得到上橫梁的等效應力: 

由上圖可知:機架的最大等效應力為69.1MPa,上橫梁的等效應力最大為69.1MPa,立柱的最大等效應力為41.1MPa。則最大應力發生在上橫梁處。

許用應力:

               橫梁:50~70MPa

               立柱:40~50MPa

則機架結構滿足強度上的要求。

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