长江大学CADCAE软件实践课程设计课设答案.doc

1、1CAD/CAE 软件实践课程设计专 业： 自机械设计制造及其动化班 级： 机械 11007 班序 号： 27姓 名： 易卫明指导教师： 郭登明 汪健华起止日期：2015 年 1 月 1 日 至月 17 日第一题（平面问题）：2如图所示零件，所受均布力载荷为 q,分析在该作用力下的零件的形变和应力状况，本题简化为二维平面问题进行静力分析，零件材料为 Q235。数据（长度单位 mm，分布力单位 N/cm）序号A B C D q27 272 58 142 58 240前处理步骤一 创建几何实体模型1.生成关键点。Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypoint

2、s in Active CS 3输入节点 1(0,0) 点 Apply 依次输入 2(130,92） 3(272,92） 4（272，150） 5（136,150） 6（0,150） 输完点 OK2.连线Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesLines Straight Line用光标点 1，2 点，连成直结；再依次点击（2, 3） ， （3，4） ， （4，5） （5,1） （6,1）连完点“OK”3.生成一个面。Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitrary By lines 点击 6 条线段。4

3、，生成两个圆建立左边的大圆 MainMenuProprocessorModelingCreateAreasCircleSolid Circles. 输入: WPX=50 WPY=100 RADIUS=30 点 Apply建立右边的小圆MainMenuProprocessorModelingCreateAreasCircleSolid Circles.输入: WP X=201 WPY=122 1 RADIUS=15 点 OK5 在总体中减去 2 个圆 Main MenuProprocessorModelingOperateBooleansSubtract Areas, 弹出对话框中后，用光标先点

4、基体(即总体，此时总体颜色变红） ，点“OK” ，再点左边的大圆和右边的小圆，再点“OK” 。4步骤二 进行单元属性定义1 定义单元类型。Main MenuProprocessorElement Type Add/Edit/Delete 弹出对话框中后，点“Add” 。双弹出对话框，选“Solid”和“8 node 185”,点“OK” ，退回到前一个对话框。 2.定义实常数Main MenuPreprocessorReal constantsAdd/edit/delete 在弹出的对话框中选 Add 再选 Type1d， “THK”值输入“5” ，点 OK3.定义材料属性Main MenuP

5、roprocessorMaterial PropsMaterial Models. 弹出对话框，双击 StructuralLinerElasticIsotropic。输入弹性模量 21000 和泊松比0.3，点 OK步骤三 对整个图形进行网格划分。. 定义网格(单元)尺寸Main MenuProprocessorMeshingSize CntrlsManual SizeAreas All Areas, 弹出对话框，输入单元边长为: 352. 划分网格Main MenuProprocessorMeshingMeshAreasFree, 弹出对话框，点“Pick All” 结果如图：步骤四 对整个

6、图形施加约束Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructual DisplacementOn lines弹出对话框。用光标点击最左边的线段， “OK ” ,弹出对话框。选“All DOF” ,VALUE 栏中输入 0 。步骤五 对右边矩形单元定义载荷。Main Menu Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Lines, 选择需要加分布力的直线。在弹出的对话框中输入所加分布力的大小 24（N/mm）,点 ok。6步骤六 求解Main Menu Solution Solve Current LS1

7、.后处理查看总体变形Main Menu General Postproc Plot Results Deformed shape选择 Def+undeformed则会出现变形前后的图形72 查看位移分布图Main Menu GeneralPostproc PlotResults Contour PlotNodal Solu,在弹出的对话框中选：Nodal Solution DOF Solution Displacement vector sum 3. 查看应力分布图8Main Menu General Postproc Plot Results Contour PlotNodal Soluti

8、on, 在弹出的对话框中选：Nodal Solution Stress von Mises stress 或 1st Principal stress 结果分析：由应力云图可知，最危险处的应力等于 860MP，故此零件危险第二题（简单三维问题）：卷扬机卷筒心轴的材料为 45 钢，轴的结构和受力情况如下图所示。请先用材料力学计算公式校核心轴的强度；然后利用有限元软件对模型进行有限元分析；并最后对两者的结果进行比较分析。9数据（长度单位 mm，力单位 KN）序号A B C D E F27 220 930 92 96 92 25材料力学公式分析过程：模型简化:A11 B44由静力平衡方程求出支座反力

9、竖直方向： + =2FRAFB以 B 为距心：115F+1045F=1265 RAF以为 A 距心：220F+1150F=1265 B联系方程组解得： =22.92KN =27.08KNRAR从而可得:在 1-1 截面处: M1=22.920.22=5.04KN.M在 2-2 截面处:M2=3.78KN.M在 3-3 截面处:M3=4.93KN.M在 4-4 截面处:M4=3.11KN.M由上数据可见，弯矩最大在 1 处，但 2、3 处直径变小，所以需校核 1、2、3 三332210处。 Mpad09.41327.5632311截面 1 受到的弯曲应力最大,因此截面 1 是危险截面。Ansys

10、 软件分析：(1)前处理步骤一 创建几何实体模型1.创建关键点Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypoints in Active CS 输入节点 1 (0,0) 点 Apply 再依次输入 2（0,38） ，3（35,38） ，4（35,46） ，5（165,46） ，6（165,48） ，7（220,48） ，8（275,48） ，9（275,46） ，10（1095,46） ，11（1095,48） ，12（1150,48） ， 13（1205,48） ，14 （1205,51） ，15（1225,51） ，16（1225,38） ，17（1265

11、,38） ，18（1265,0）2.连线Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesLines Straight Line 选中 1,2 点 Apply,依次连接 18 个点。3.建面Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitrary By lines 选中所有线段，点击 OK结果如图：4.旋转Main MenuProprocessor ModelingOperateExtrudeAreas About Axis, 弹出对话框中后，点面积,OK，再点对称线（1,18）,OK 在弹出的对话框中输入ARC“360”点 ok