ANSYS经典案例分析（详细）范本

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1、 ANSYS相关问题分析 作者:李洋洋 学号:2015030003 学院:机电学院 班级:2015级2班 专业:工程力学 目 录 第1章 二维静力学分析………………………………………………1 第2章 三维静力学分析………………………………………………7 第3章

2、 材料非线性分析………………………………………………17 第4章 模态分析………………………………………………………24 第5章 谐响应分析……………………………………………………37 第6章 瞬态动力学分析………………………………………………46 第7章 三维建模1……………………………………………………63 第8章 三维建模2……………………………………………………74 第1章 二维静力学问题分析 ——悬臂梁受力分析 1.1分析问题 有一工字梁,

3、已知截面各尺寸为H=50mm,h=43mm,B=35mm,b=32mm,梁长度为L=1m,集中力P=1000N,钢的弹性模量E=2e11,泊松比μ=0.3。 1.2建立模型 1.修改任务名和过滤界面 1) 从实用菜单中选择Utility Menu: File>Change Jobname 命令,将打开Change Jobname(修改文件名)对话框,如图1-1所示。 图1-1 2) 在Enter new jobname(输入新的文件名)文本框中输入文字“ERWEIJINGLIXUEFENXI”,为本分析实例的数据库文件名。 3) 单击Add...按钮,完成文件名的修改。 4)

4、 从主菜单中选择Utility Menu:Preference命令,将打开Preference of GUI Filtering(菜单过滤参数选择)对话框,选中Structural复选框,单击0K按钮确定。 2.定义单元类型 1) 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete 命令,将打开Element Type(单元类型)对话框。 2) 单击Add...按钮,将打开Library of Element Type(单元类型库),如图1-2所示 图1-2 3) 在中选择Beam 选项,选择实体单元类型。 4)

5、 在右边的列表框中选择“2 node 188”选项,单击OK按钮。 5) 返回到第1步打开的单元类型对话框如图1-3所示。单击Close按钮,关闭单元类型对话框,结束单元类型的添加。 图1-3 3.定义梁的横截面 1) 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Sections>Beam>Common Sections,弹出如图1-4所示对话框。 2) 选择Sub-Type为I(横截面形状),在“W1”、“W2”、“W3”、“t1”、“t2”、“t3”文本框中分别输入0.035、0.035、0.05、0.0035、0.0035、

6、0.003,单击OK按钮。 4.定义材料属性 考虑应力分析中必须定义材料的弹性模量和泊松比,塑性问题中必须定义材料的应力问题。步骤如下: 1) 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Material Props>Materia Modle命令,将打开Define Material Modle Behavior(定义材料模型属性)窗口,如图1-5所示。 图1-5 2) 依次单击Structural>Linear>Elastic>Isotropic展开材料属性的树形结构。将打开1号材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框,如图1-6所示。 图1-6

7、 3) 在对话框的EX文本框中输入弹性模量2e11,在PRXY文本框中输入泊松比0.3。 单击OK按钮,关闭对话框,完成对材料模型属性的定义。 5. 建立实体模型 1) 创建关键点 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS,弹出如2-7图所示对话框。 图1-7 2　 在NPT文本框中输入 1,在“X,Y,Z”文本框中输入0,0,0,单击Apply按钮。 3　 在NPT文本框中输入 2,在“X,Y,Z”文本框中输入1,0,0,单击Apply按钮。 4　 在NPT文本框中输入 3

8、,在“X,Y,Z”文本框中输入0.5,0.5,0,单击OK按钮。 2) 显示关键点号 从应用菜单中选择Utility Menu: Plotctrls>Numbering,在所弹出对话框中,将Keypoint number(关键点号)和Line number(线号)打开,单击OK按钮。 3) 创建直线 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Straight Line,弹出拾取窗口,拾取关键点1和2,创建直线,单击OK按钮。 6. 划分单元 1　 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Mes

9、hing>Mesh Tool命令,弹出对话框如图1-7所示。 图1-8 2　 选择“Element Attributes”的下拉列表框中的Lines,单击下拉列表框后面的“Set”按钮,拾取直线,单击OK按钮。弹出对话框如图1-8所示。 图1-8 3　 选择“Pick Orientation Keypoints”为Yes。单击OK按钮。弹出拾取窗口,选择关键点3,单击OK按钮。 4　 单击“Size Control”域中的“Line”后面的“Set”按钮,拾取直线,单击OK按钮。弹出对话框如图1-9所示。

10、 图1-9 5　 在NDIV文本框中输入50,单击OK按钮。 6　 单击mesh按钮,弹出拾取窗口,拾取直线。单击OK按钮。 1.3定义边界条件并求解 1. 施加约束 1) 从主菜单中选择Main Menu: Solution>Define Loads>Apply> Structural>Displacement>on Keypoints 命令,打开面选择对话框,要求选择欲施加位移约束的面。 1) 拾取关键点1,单击OK按钮。打开Apply U,Rot on KPS(在关键点上施加位移约束)对话框,如图1-10所示。 图1-10 2) 选择All DO

11、F,单击OK按钮。 2. 施加载荷 1) 从主菜单中选择Main Menu: Solution>Define Loads>Apply> Structural>Force/Moment>On Keypoints。打开选择对话框。 2) 拾取关键点2,单击OK按钮。打开在关键点处施加载荷对话框如图1-11所示。 图1-11 3) 选“Lab”为FY,在“VALUE”文本框中输入-1000,单击OK按钮。 3. 求解结果 从主菜单中选择Main Menu: Solution>Solve>Current LS命令,单击 Solve Current Load Step对话框,单击OK按

12、钮。求解结束即可查看结果。 1.4查看结果 1. 查看变形 1) 从主菜单中选择Main Menu: General Postproc>Plot Results>Deformed Shape命令,打开 Plot Deformed Shape对话框,如图1-12所示。 图1-12 2) 选中Def shape only(只显示变形)单击OK按钮。得到结果如图1-13所示。 图1-13 第二章 静力学问题分析 2.1分析问题 一内六角螺栓扳手,横截面是一个外接圆半径为10mm的正六边形,拧紧力

13、F为600N,计算扳手拧紧时的应力分布 2.2建立模型 1.修改任务名和过滤界面 5) 从实用菜单中选择Utility Menu: File>Change Jobname 命令,将打开Change Jobname(修改文件名)对话框,如图2-1所示。 图2-1 6) 在Enter new jobname(输入新的文件名)文本框中输入文字“jinglixuefenxi”,为本分析实例的数据库文件名。 7) 单击Add...按钮,完成文件名的修改。 8) 从主菜单中选择Utility Menu:Preference命令,将打开Preference of GUI Filtering

14、(菜单过滤参数选择)对话框,选中Structural复选框,单击0K按钮确定。 2.定义单元类型 6) 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete 命令,将打开Element Type(单元类型)对话框。 7) 单击Add...按钮,将打开Library of Element Type(单元类型库),如图2-2所示 图2-2 8) 在中选择Solid 选项,选择实体单元类型。 9) 在右边的列表框中选择“Quad4 node 182”选项。 10) 单击Apply按钮,再在右侧列表中选择“Brick 8

15、 node 185”,单击OK按钮。并关闭单元类型对话框,同时返回到第1步打开的单元类型对话框如图2-3所示。 图2-3 11) 单击Close按钮,关闭单元类型对话框,结束单元类型的添加。 3. 定义实常数 本实例中考虑的是轴对称问题,不需要设置实常数。 4. 定义材料属性 考虑应力分析中必须定义材料的弹性模量和泊松比,塑性问题中必须定义材料的应力问题。步骤如下: 4) 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Material Props>Materia Modle命令,将打开Define Material Modle Behavior(定义材料模型属性

16、)窗口,如图2-4所示。 图2-4 5) 依次单击Structural>Linear>Elastic>Isotropic展开材料属性的树形结构。将打开1号材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框,如图2-5所示。 图2-5 6) 在对话框的EX文本框中输入弹性模量2e11,在PRXY文本框中输入泊松比0.3。 7) 单击OK按钮,关闭对话框,完成对材料模型属性的定义。 5. 建立实体模型 1) 创建一个正六边形。 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Polygon>

17、Hexag 2　 在文本框中输入X=0,Y=3,Radius=7.5,单击OK,如图2-6所示。 图2-6 2) 改变视点 从应用菜单中选择Utility Menu: Plotctrls>Pan Zoom Rotate,在所弹出的对话框中,依次单击iso,Fit 按钮。 3) 显示关键点号,线号 从应用菜单中选择Utility Menu: Plotctrls>Numbering,在所弹出对话框中,将Keypoint number(关键点号)和Line number(线号)打开,单击OK按钮。 4) 创建关键点 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocess

18、or>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS,弹出如2-7图所示对话框。 图2-7 2　 在NPT文本框中输入 7,在“X,Y,Z”文本框中输入0,0,0,单击Apply。 3　 在NPT文本框中输入 8,在“X,Y,Z”文本框中输入0,0,0.05,单击Apply。 4　 在NPT文本框中输入 9,在“X,Y,Z”文本框中输入0,0.1,0.05,单击OK。 5) 创建直线 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Straight Line,弹出拾取窗口,分别拾取关键

19、点7和8,8和9,创建两条直线,单击OK按钮。 6) 创建圆角 1　 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Line Fillet。 2　 弹出拾取对话框,分别拾取7和8,单击OK按钮,弹出如图2-8所示对话框, 图2-8 3　 在RAD文本框中输入0.015,单击OK按钮。 7) 创建直线 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Straight Line,弹出拾取窗口,分别拾取关键点1和4,单击OK按钮。 8) 将六边形面划分为两部分

20、 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>Area by Line 2　 拾取六边形面,作为布尔分解操作的母体,点击OK按钮。 3　 拾取上一步在关键点1和4之间建立的直线,点击OK按钮。 6. 对扳手划分网格 1) 划分单元 7　 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Meshing>Mesh Tool命令,弹出对话框如图2-9所示。 图2-9 8　 单击“Size Control”域中的“Line”后面的“Set”按钮,拾取直线2、3

21、、4,单击OK按钮。弹出对话框如图2-10所示。 图2-10 9　 在NDIV文本框中输入3,单击Apply按钮,再拾取直线7、9、8单击OK按钮,删除NDIV文本框中的3,在SIZE中输入0.01,单击OK按钮。 10　 选择单元形状为“Quad”,选择划分方法为“Mapped”单击mesh按钮,拾取六边形面。单击OK按钮。 2) 显示直线 从实用菜单中选择Utility Menu: Plot>lines。 3) 由面沿直线生成体 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>Areas>Along

22、Lines。 2　 在弹出的对话框中,拾取六边形面的两个部分,单击OK按钮。 3　 弹出拾取窗口后,依次拾取直线7、9、8,单击OK按钮。 4) 清除面单元 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Meshing>Clear>Areas 2　 拾取Z=0的两个平面,点击OK按钮。 5) 显示单元 从实用菜单中选择Utility Menu: Plot>Elements。 2.3定义边界条件并求解 1. 施加约束 3) 从主菜单中选择Main Menu: Solution>Define Loads>Apply> Structural>Displaceme

23、nt>on Areas 命令,打开面选择对话框,要求选择欲施加位移约束的面。 2) 拾取Z=0的两个平面即扳手的短臂端面,单击OK按钮。打开Apply U,Rot on Nodes(在节点上施加位移约束)对话框,如图2-11所示。 图2-11 4) 选择All DOF,单击OK按钮。 3. 施加载荷 4) 从主菜单中选择Main Menu: Solution>Define Loads>Apply> Structural>Force/Moment>On Keypoints。打开选择对话框。 5) 拾取扳手长臂端面的六个顶点,单击OK按钮。打开在关键点处施加载荷对话框如图2-12所

24、示。 图2-12 6) 选“Lab”为FX,在“VALUE”文本框中输入100,单击OK按钮。 4. 求解结果 从主菜单中选择Main Menu: Solution>Solve>Current LS命令,单击 Solve Current Load Step对话框,单击OK按钮。求解结束即可查看结果。 2.4查看结果 2. 查看变形 3) 从主菜单中选择Main Menu: General Postproc>Plot Results>Deformed Shape命令,打开 Plot Deformed Shape对话框,如图2-13所示。 图2-13 4) 选中Def+u

25、ndef edge(变形与未变形的模型边界)单击OK按钮。 3. 查看应力 1) 从主菜单中选择Main Menu: General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu命令,打开Contour Nodal Solution data(等值线显示节点解数据)对话框,如图2-14所示。 图2-14 2) 在Item to be contoured(等值线显示结果项)域中选择Nodal Solution>Stress>Von Mises SEQV选项。单击OK按钮。 4. 做切片图 1) 从应用菜单中选择Utility Menu

26、: WorkPlane>Offset WP to Nodes,弹出拾取窗口,在窗口文本框中输入文字159,单击OK按钮。 2) 从应用菜单中选择Utility Menu: Plotctrls>Style>Hidden Line Options 命令,打开Hidden-line Options对话框。如图2-15所示。 图2-15 3) 选择“/TYPE Type of Plot”为Section,选择“/CPLANE”为“Working plane”,单击OK按钮。获得切片图,如图2-16所示。 图2-16 第三章 非线性分析 3.1分析问题 某构

27、建受力可以简化如图所示的模型,细长杆件承受压力,两端铰支。当杆件承受的压力P超过临街压力P1j时,杆件将丧失稳定性,已知杆件的横均为0.03m,杆的长度为2m,使用材料为Q235A 支架材料参数: 模量E=2×1011Pa, 泊松比PRXY=0.3, 1.修改任务名和标题 9) 从实用菜单中选择Utility Menu: File>Change Jobname 命令,将打开Change Jobname(修改文件名)对话框,如图3-1所示。 图3-1 10) 在Enter new jobname(输入新的文件名)文本框中输入文字“feixianxing”,为本分析实例的数据库文

28、件名。 11) 单击Add...按钮,完成文件名的修改。 2.定义单元类型 12) 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete 命令,将打开Element Type(单元类型)对话框。 13) 单击Add...按钮,将打开Library of Element Type(单元类型库),如图3-2所示 图3-2 14) 在中选择Beam选项,选择实体单元类型。 15) 在右边的列表框中选择3 node 189选项。 16) 单击OK按钮,完成单元添加,并关闭单元类型对话框,同时返回到第1步打开的单元类型对

29、话框如图3-3所示。 图3-3 17) 单击Close按钮,关闭单元类型对话框,结束单元类型的添加。 7. 定义材料属性 考虑应力分析中必须定义材料的弹性模量和泊松比,塑性问题中必须定义材料的应力问题。步骤如下: 8) 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Material Props>Materia Modle命令,将打开Define Material Modle Behavior(定义材料模型属性)窗口,如图3-4所示。 图3-4 9) 依次单击Structural>Linear>Elastic>Isotrop

30、ic展开材料属性的树形结构。将打开1号材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框,如图3-5所示。 图3-5 10) 在对话框的EX文本框中输入弹性模量2E11,在PRXY文本框中输入泊松比0.3。 11) 单击OK按钮,关闭对话框,并返回到定义材料模型属性的窗口,在此窗口的左边一栏将出现刚刚定义的参考号为1的材料属性。 12) 在Define Material Modle Behavior窗口中,从菜单选择Material>Exit命令,退出定义材料模型属性窗口,完成对材料模型属性的定义。 4. 定义梁截面 1　 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor

31、>Sections>Beam>Common Sections, 2　 弹出如图3-6所示对话框。在ID文本框中输入1,选择Sub-Type为,(横截面形状),在B文本框中输入0.03,在H文本框中输入0.03,单击OK按钮。 图3-6 8. 建立实体模型 1) 创建关键点 5　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS,弹出如图3-7所示对话框。 图3-7 6　 在NPT文本框中输入 1,在“X,Y,Z”文本框中输入0,0,0,单击Apply。 7　 在

32、NPT文本框中输入 2,在“X,Y,Z”文本框中输入0,2,0,单击OK。 2) 创建直线 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Straight Line,弹出拾取窗口,分别拾取关键点1和2,创建直线,单击OK按钮。 9. 划分网格 1) 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Meshing>Mesh Tool命令,打开Mesh Tool(网格工具) 2) 单击“Size Control”域中的“Line”后面的“Set”按钮,拾取直线1,单击OK按钮。弹出对话框如图3-8所示 图

33、3-8 3) 在NDIV文本框中输入10,单击OK按钮。 4) 选择Mesh域中的Lines,单击Mesh,打开面选择对话框,要求选择要划分的线,单击OK按钮。 5) 打开预应力效果 拾取菜单Main Menu: Solution>Analysis Type> Analysis Options,弹出“Static or Steady-State Analysis”对话框,在“SSTIF”对话框中选择“Prestress ON”单击OK按钮。将预应力开关打开。 6) 显示关键点号 从应用菜单中选择Utility Menu: Plotctrls>Numbering,弹出对话

34、框,将Keypoint number(关键点号)打开,单击OK按钮。 7) 显示线 从应用菜单中选择Utility Menu: Plot>Lines 3.3定义边界条件并求解 1.施加位移边界 3) 从主菜单中选择Main Menu: Solution>Define Loads>Apply> Structural>Displacement>on Keypoints命令,打开面选择对话框,要求选择欲施加位移约束的点。 4) 选择关键点1,单击OK按钮,打开Apply U,Rot on KPs(在点上施加位移约束)对话框,如图3-9所示。 图3-9 5) 在Lab2列表中选

35、择UX/UY/UZ/ROTX/ROTY,单击Apply按钮, 6) 选择关键点2,单击OK按钮,打开Apply U,Rot on KPs(在点上施加位移约束)对话框,如图3-9所示。 7) 在Lab2列表中选择UX/UZ/ROTX/ROTY,单击OK按钮。 2. 施加单位载荷 7) 从主菜单中选择Main Menu: Solution>Define Loads>Apply> Structural>Force/Moment>On Keypoints。打开选择对话框。 8) 拾取关键点2,单击OK按钮,弹出如图3-10所示对话框 图3-10 9) 选“Lab”为FY,在“VALU

36、E”文本框中输入-1,单击OK按钮。 3.4求解并查看结果 1. 求解 从主菜单中选择Main Menu: Solution>Solve>Current LS命令,单击 Solve Current Load Step对话框,单击OK按钮。求解结束即可查看结果。 2. 结束静应力分析 从主菜单中选择Main Menu:Finish 3. 指定分析类型 1　 拾取菜单Main Menu: Solution>Analysis Type>New Analysis,弹出对话框 2　 选择“Type of Analysis”为“Eigen Bucking”,单击OK按钮 4. 指

37、定分析选项 1　 拾取菜单Main Menu: Solution>Analysis Type> Analysis Options,弹出如图3-11所示对话框。 图3-11 2　 在“NO.of modes to extract”文本中输入1,单击OK按钮,弹出对话框点击OK按钮。 4. 指定扩展解 1　 拾取菜单Main Menu: Solution>load step Opts>Expansionpass>Single Expand>Expand modes 2　 弹出如图3-12所示对话框,在NMODE文本框中输入1,单击OK按钮。 图3-12 5. 确定显示输出的

38、内容 拾取菜单Main Menu: Solution>load step Opts>Output Ctrls>Solu Printout弹出如图3-13所示对话框,选择下拉菜单Item为Nodal DOF solu,选中Every substep,点击OK按钮。 图3-13 6. 求解 从主菜单中选择Main Menu: Solution>Solve>Current LS命令,单击 Solve Current Load Step对话框,单击OK按钮。求解结束即可查看结果。 7. 读入第一个载荷步数据 从主菜单中选择Main Menu: General Postproc>Read

39、 Results>first set 8. 显示载荷系数和临街载荷 从主菜单中选择Main Menu: General Postproc>Result Summary,结果如图所示 9. 显示结构失去稳定性变形。 从主菜单中选择Main Menu: General Postproc>Plot Results>Deformed Shape命令,打开 Plot Deformed Shape对话框,如图3-14所示。 图3-14 选中Def +undef edge(变形和未变形的模型边界)单击OK按钮。得到结果如图所示。 图3-15 第4章 模态分析实例

40、 ——斜齿圆柱齿轮的固有频率分析 4.1分析问题 齿轮的工作状态是变化的,即动态的,由于结构的振动特性决定结构对于各种动力载荷的响应情况,所以在准备进行其他动力分析之前首先要进行模态分析。齿轮标准: 齿顶直径:24mm 齿底直径:20mm 齿数:10 厚度:8mm 中间厚:3mm 弹性模量:2.06E11 密度:7.8e3 4.1建立模型 1. 修改任务名和标题 12) 从实用菜单中选择Utility Menu:

41、File>Change Jobname 命令,将打开Change Jobname(修改文件名)对话框,如图4-1所示。 图4-1 13) 在Enter new jobname(输入新的文件名)文本框中输入文字“motaifenxi_chilun”,为本分析实例的数据库文件名。 14) 单击Add...按钮,完成文件名的修改。 15) 从实用菜单中选择Utility Menu: File>Change Title 命令,将打开Change Title(修改标题)对话框,如图4-2所示。 16) 在Enter new title(输入新标题)文本框中输入文字“dynamic anal

42、ysis of a gear”,为本分析实例的标题名。 17) 单击OK按钮,完成对标题名的指定。 18) 从实用菜单中选择Utility Menu:Plot>Replot命令,指定的标题“dynamic analysis of a gear”将显示在图形窗口的左下角。 19) 从主菜单中选择Utility Menu:Preference命令,将打开Preference of GUI Filtering(菜单过滤参数选择)对话框,选中Structural复选框,单击0K按钮确定。 2.定义单元类型 本例选用二十节点体单元SOLID186。可用于计算分析该问题。

43、 图4-2 18) 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete 命令,将打开Element Type(单元类型)对话框。 19) 单击Add...按钮,将打开Library of Element Type(单元类型库),如图4-3所示 图4-3 20) 在中选择Solid 选项,选择实体单元类型。 21) 在右边的列表框中选择20node186选项,选择二十节点三维单元SOLID186。 22) 单击OK

44、按钮,将SOLID186单元添加,并关闭单元类型对话框,同时返回到第1步打开的单元类型对话框如图4-4所示。 23) 单击Close按钮,关闭单元类型对话框,结束单元类型的添加。 10. 定义实常数 要实例中选用三维的SOLID186单元,不需要设置实常数。 11. 定义材料属性 考虑惯性力的静力分析中必须定义材料的弹性模量和密度。步骤如下: 13) 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Material Props>Materia Modle命令,将打开Define Material Modle Behavior(定义材料模型属性)窗口,如图4-5所示。

45、 图4-5 14) 依次单击Structural>Linear>Elastic>Isotropic展开材料属性的树形结构。将打开1号材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框,如图4-6所示。 图4-6 15) 在对话框的EX文本框中输入弹性模量2.06E11,在PRXY文本框中输入泊松比0.3。 16) 单击OK按钮,关闭对话框,并返回到定义材料模型属性的窗口,在此窗口的左边一栏将出现刚刚定义的参考号为1的材料属性。 17) 依次单击Structural>Density,打开定义材料密度对话框,如图4-7所示。 图4-7 18) 在DENS文本框中输入密度数值7.

46、8e3。 19) 单击OK,关闭对话框,返回到定义材料模型属性窗口。 20) 在Define Material Modle Behavior窗口中,从菜单选择Material>Exit命令,退出定义材料模型属性窗口,完成对材料模型属性的定义。 12. 建立实体模型 1) 创建关键点 8　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS,弹出如图所示对话框。 9　 在NPT文本框中输入1,在“X,Y,Z”文本框中输入21.87e-3,0,0,单击Apply。 10　 在NPT文本框中输入2,

47、在“X,Y,Z”文本框中输入21.82e-3,1.13e-3,0,单击Apply。 11　 在NPT文本框中输入3,在“X,Y,Z”文本框中输入24.02e-3,1.47e-3,0,单击Apply。 12　 在NPT文本框中输入4,在“X,Y,Z”文本框中输入24.62e-3,1.73e-3,0,单击Apply 13　 在NPT文本框中输入5,在“X,Y,Z”文本框中输入25.22e-3,2.08e-3,0,单击Apply 14　 在NPT文本框中输入6,在“X,Y,Z”文本框中输入25.82e-3,2.4e-3,0,单击Apply 15　 在NPT文本框中输入7,在“X,Y,Z”文

48、本框中输入26.92e-3,3.23e-3,0,单击Apply 16　 在NPT文本框中输入8,在“X,Y,Z”文本框中输入27.11e-3,0,0,单击OK。 2) 创建样条曲线 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Splines>Spline thru KP 弹出拾取窗口,依次拾取关键点2、3、4、5、6、7,单击OK按钮。 3) 镜像样条曲线 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Reflect>Lines,弹出拾取窗口,拾取样条直线,单击OK按钮,弹出“Refl

49、ect Lines”对话框,选择对称平面“X-Z plane Y”单击OK按钮,结果如图4-8所示。 图4-8 4) 显示关键点号,线号 从应用菜单中选择Utility Menu: Plotctrls>Numbering,在所弹出对话框中,将Keypoint number(关键点号)和Line number(线号)打开,单击OK按钮。 5) 显示关键点和线 从应用菜单中选择Utility Menu: Plot>Multi Plots。 6) 创建圆弧 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Arcs

50、>Through 3 KPS 2　 弹出拾取窗口,依次拾取关键点2、9、1,单击Apply按钮, 3　 依次拾取关键点7、10、8,单击OK按钮。 7) 创建端面齿槽面 3　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>By Lines 4　 弹出拾取窗口,依次拾取线1、4、2、3,单击OK按钮,结果如图4-9所示。 图4-9 8) 激活全球坐标系 从应用菜单中选择Utility Menu: WorkPlane>Change Active CS to>Global Cylindrical。

51、 9) 改变视点 从应用菜单中选择Utility Menu: Plotctrls>Pan Zoom Rotate,在所弹出的对话框中,依次单击iso,Fit 按钮。 10) 由面沿直线生成体 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>Areas>By XYZ Offset。弹出拾取窗口,如图4-10所示。 图4-10 2　 在“DX DY DZ”分别输入0,8.412,0.02单击OK按钮,结果如图4-11所示。 11) 复制齿槽体 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocess

52、or>Modeling>Copy>Volumes,弹出拾取窗口,拾取齿槽体,单击OK按钮,弹出对话框如图4-12所示。 图4-12 2　 在“ITIME”输入24,在DY文本框中输入360/24,单击OK按钮。 12) 关闭关键点号,线号打开体号。 从应用菜单中选择Utility Menu: Plotctrls>Numbering,在所弹出对话框中,将Keypoint number(关键点号)和Line number(线号)关闭,将Volume Numbers(体号)打开,单击OK按钮。 13) 显示体号 从应用菜单中选择Utility Menu: Plot>Volum

53、es。 14) 激活全局坐标系 从应用菜单中选择Utility Menu: WorkPlane>Change Active CS to>Global Cartesian。 15) 创建齿顶圆柱体 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>By Dimension 弹出如图4-13所示对话框。 图4-13 2　 在RAD1文本框中输入0.02637,在RAD2文本框中输入0.02,单击OK按钮。 16) 创建齿槽块 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor

54、>Modeling>Create>Volumes>Block>By Dimension 弹出如图4-14所示对话框。 图4-14 2　 在X1、X2,文本框中分别输入-0.03、0.03,在Y1、Y2,文本框中分别输入0、0.0128在Z1、Z2,文本框中分别输入0、0.02。单击OK按钮。 17) 做布尔运算 1　 从主菜单中MainMenu:Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volu 2　 拾取大圆柱体,作为布尔减操作的母体,单击OK。 3　 弹出对话框,单击Pick All按钮,得到结果如图4-15所示。

55、 图4-15 13. 划分网格 2) 划分单元 11　 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Meshing>Mesh Tool命令,弹出对话框如图4-16所示。 图4-18 图4-17 图4-18 12　 选择“Smart Size ”将其下方滚动条的值选择为9,单击“Size Control”域中的“Global”后面的“Set”按钮,弹出对话框如图4-17所示。 13　 在SIZE中输入0.002,单击OK按钮。选择单元形状

56、为“Tet”,选择划分方法为“Free”单击Mesh按钮,拾取体。单击OK按钮。 2) 激活全球圆柱坐标系 从应用菜单中选择Utility Menu: WorkPlane>Change Active CS to>Global Cylindrical。 3) 选择内孔表面上的所有节点 1　 拾取菜单Utility Menu: Select>Entities,弹出如图4-18所示对话框 2　 在文本框中输入“Nodes”、“By Location”、“X coordinates”、“0.01”、“From Full”单击OK按钮。 4) 旋转所选择节点的节点坐标系到当前坐标

57、系 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Move/Modify>Rotate Node CS>To Active CS,弹出拾取窗口,单击Pick All按钮。 4.3定义边界条件并求解 2. 施加约束 1　 从主单中选择Main Menu: Solution>Define Loads>Apply> Structural>Displacement>on Nodes 命令,打开面选择对话框,要求选择欲施加位移约束的节点。 2　 单击Pick All按钮,打开Apply U,Rot on Nodes(在节点上施加位移约束)对话框,如图4-19所示。

58、 图4-19 3　 选择UX,单击OK按钮。 3. 选择所有 拾取菜单Utility Menu: Select>Everything。 4. 制定分析类型 3　 拾取菜单Main Menu: Solution>Analysis Type>New Analysis,弹出如图4-20所示对话框 4-20 4　 选择“Type of Analysis”为“Modal”,单击OK按钮 5. 指定分析选项 3　 拾取菜单Main Menu: Solution>Analysis Type> Analysis Options,弹出如图4-21所示对话框。 图4-21 4　

59、 在“NO.of modes to extract”文本中输入5,单击OK按钮,弹出对话框点击OK按钮。 6. 指定要扩展的模态数 1　 拾取菜单Main Menu: Solution>Load Step Opts>Expansionpass>Single Expand>Expand modes,弹出如图4-22所示对话框。 图4-22 2　 在“NMODE”文本框中输入5,单击OK按钮。 7. 施加约束 5) 从主菜单中选择Main Menu: Solution>Define Loads>Apply> Structural>Displacement>on Areas 命令,打

60、开面选择对话框,要求选择欲施加位移约束的面。 6) 拾取面208(键槽侧面),单击OK按钮。打开Apply U,Rot on Nodes(在节点上施加位移约束)对话框,如图4-23所示。 图4-23 7) 选择UX,单击OK按钮。 8. 选择齿轮端面上的节点 1　 拾取菜单Utility Menu: Select>Entities,弹出如图4-24所示对话框。 图4-24 2　 在文本框中输入“Nodes”、“By Location”、“Z coordinates”、“0”、“From Full”单击Apply按钮。 3　 在文本框中输入“Nodes”、“

61、By Location”、“Z coordinates”、“0.02”、“Also Select”单击Apply按钮。 4　 在文本框中输入“Nodes”、“By Location”、“X coordinates”、“0,0.015”、“Reselect”单击OK按钮。 9. 施加约束 1　 从主单中选择Main Menu: Solution>Define Loads>Apply> Structural>Displacement>on Nodes 命令,打开面选择对话框,要求选择欲施加位移约束的节点。 2　 单击Pick All按钮,打开Apply U,Rot on Nodes(在节点

62、上施加位移约束)对话框,如图4-25所示。 图4-25 3　 选择UZ,单击OK按钮。 9.选择所有 拾取菜单Utility Menu: Select>Everything。 10.求解 从主菜单中选择Main Menu: Solution>Solve>Current LS命令,单击 Solve Current Load Step对话框,单击OK按钮。求解结束即可查看结果。 11.列表固有频率 从主菜单中选择Main Menu: General Postproc> Results Summary,弹出如图4-26所示窗口,表中显示的就是模型的前5阶频率。 第5章

63、谐响应分析 —单自由度系统的受迫振动 5.1分析问题 单自由度系统如图所示,质量m=1kg,弹性刚度K=10000N/m,阻尼系数c=63N·s/m,作用在系统上的激振力为,。针对问题进行分析,求解其幅频响应问题。 5.2建立模型 1.修改任务名和标题 20) 从实用菜单中选择Utility Menu: File>Change Jobname 命令,将打开Change Jobname(修改文件名)对话框,如图5-1所示。 图5-1 21) 在Enter new jobname(输入新的文件名)文本框中输入文字“XIEXIANGYINGFENXI”,

64、为本分析实例的数据库文件名。 22) 单击Add...按钮,完成文件名的修改。 2.定义单元类型 24) 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete 命令,将打开Element Type(单元类型)对话框。 25) 单击Add...按钮,将打开Library of Element Type(单元类型库),如图5-2所示 图5-2 26) 在中选择Mass选项,选择单元类型。 27) 在右边的列表框中选择3D mass21选项。 28) 单击Apply按钮,弹出如图5-3所示对

65、话框,左边的列表内选择“Combination”,在右侧选择“Spring-damper”。单击OK按钮,弹出单元类型对话框,结束单元类型的添加。 图5-3 14. 定义实常数 1) 从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete 命令,将打开实常数对话框。如图5-4所示。 图5-4 2） 单击Add...按钮,弹出对话框,如图5-5所示。 图5-5 3） 在列表中选择“Type 1 MASS21”,单击OK 按钮。返回到前对话框。 4） 单击Add...按钮,选择“T

66、ype 2 COMBIN14”单击OK按钮,弹出对话框如图5-6所示。 5） 在K文本输入10000,在CV1文本中输入63,单击OK按钮。返回对话框中单击Close按钮。完成对实常数的定义。 15. 创建节点 17　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>In Active CS,弹出如图5-7所示对话框。 图5-7 18　 在NODE文本框中输入 1,在“X,Y,Z”文本框中输入0,0,0,单击Apply。 19　 在NODE文本框中输入 2,在“X,Y,Z”文本框中输入1,0,0,单击OK。 5.创建单元 1) 设置要创建单元的属性 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Elem Attributes,弹出如图5-8所示对话框 图5-8 2　 选择“TYPE”为2 COMEIN14,选择“REAL”为2,单击OK按钮。 2) 创建弹簧阻尼单元 1　 主菜单中选择Main Menu:Preprocesso