Содержание
Введение
1. Расчет балки
1.1 Исходные данные
1.2 Расчет в ANSYS
1.2.1 Ввод параметров
1.2.2 Задание элементов
1.2.3 Задание материала
1.2.4 Создание геометрической модели
1.2.5 Генерация конечно- элементной сетки
1.2.6 Закрепление балки
1.2.7 Приложение усилий и моментов
1.2.8 Вычисление
1.2.9 Вывод результатов вычисления
2. Расчет поршня
2.1 Исходные данные
2.2 Расчет в ANSYS
2.2.1 Ввод параметров
2.2.2 Задание элементов
2.2.3 Задание материала
2.2.4 Создание геометрической модели
2.2.5 Генерация конечно - элементной сетки
2.2.6 Закрепление поршня
2.2.7 Приложение распределенной нагрузки
2.2.8 Вычисление
2.2.9 Вывод результатов вычисления
Литература
Приложение 1
Приложение 2
Введение ANSYS – это программа для проектирования и анализа
Эта программа предлагает непрерывно растущий перечень расчетных средств, которые могут:
– учесть разнообразные конструктивные нелинейности;
– дать возможность решить самый общий случай контактной задачи для поверхностей;
– допускать наличие больших (конечных) деформаций и углов поворота;
– позволять выполнить интерактивную оптимизацию и анализ влияния электромагнитных полей,
– получать решение задач гидроаэродинамики и многое другое - вместе с параметрическим моделированием, адаптивным перестроением сетки, использованием р-элементов и обширными возможностями создания макрокоманд с помощью языка параметрического проектирования программы ANSYS (APDL).
1. Расчет балки 1.1 Исходные данные
Исходные данные:
1 Усилие ;
2 Длина ;
3 Модуль упругости для стали 45, ; /1/
4 Модуль Пуассона, ;
5 Размер стороны квадрата, ;
Рисунок 1
Рисунок 1– Схема балки с приложенными силами и монетами
1.2 Расчет в ANSYS
1.2.1 Ввод параметров
Utility Menu> Parameters> Scalar Parameters, затем вводим необходимые для расчета параметры и нажимаем кнопку Accept. Все введенные параметры представлены на рисунке 2.
Рисунок 2– Необходимые параметры для расчета
где AOB– площадь поперечного сечения, AOB=A1*A1;
IZZ1– момент инерции поперечного сечения, IZZ1=(A1**4)/12;
M– момент приложенный к балке рамы, M=P*L0;
P1– сила приложенная к балке, P1=2*Р.
1.2.2 Задание элементов
Выбор из библиотеки тип элемента (Рисунок 3):
Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete> Add> BEAM(балка)> 2D ELASTIC 3 > ОК.
Рисунок 3– Выбор элемента
Задание количественных характеристик элемента:
Main Menu> Preprocessor> Real Constants> Add> OK задаем характеристики элемента (рисунок 4), затем OK> Close.
Задаваемые характеристики элемента приведены на рисунке 4.
Рисунок 4– Количественные характеристики элемента
1.2.3 Задание материала
Main Menu> Preprocessor> Material Props> Material Models> Structural> Linear> Elastic> Isotropic> задаем свойства материала (Рисунок 5) >ОК.
Рисунок 5– Свойства материала
1.2.4 Создание геометрической модели
Задание точек:
Main Menu> Preprocessor> Modeling>Create> Keypoints> In Active CS задаем координаты точек >ОК.
Построение линий по двум точкам:
Main Menu> Preprocessor> Modeling > Create> Lines> Lines> Straight line Выбираем точки> Apply.
Склеивание линий:
Main Menu> Preprocessor> Modeling> Operate> Booleans> Glue> Lines> Pick All.
1.2.5 Генерация конечно-элементной сетки
Задание величины элементов:
Main Menu> Preprocessor> Meshing> Size Cntrls> Manual Size> Global> Size> задаем величину элементов (Рисунок 6)> OK.
Рисунок 6– Величина конечных элементов
Разбивание балки на конечные элементы:
Main Menu> Preprocessor> Meshing> Mesh> Lines> Pick All.
1.2.6 Закрепление балки
Main Menu> Preprocessor> Loads> Define Loads> Apply> Structural> Displacement> On Keypoints указываем точку которую необходимо закрепить> OK> выбираем в какой плоскости необходимо закрепить точку> OK.
1.2.7 Приложение усилий и моментов
Приложение усилия в точке:
Main Menu> Preprocessor> Loads> Define Loads> Apply> Structural> Force/Moment> On Keypoints> указываем точку в которой необходимо приложить усилие> ОК> выбираем в какой плоскости действует сила и задаем ее значение (Рисунок 7)> OK.
Рисунок 7– Задание усилия
Приложение момента в точке:
Main Menu> Preprocessor> Loads> Define Loads> Apply> Structural> Force/Moment> On Keypoints> указываем точку в которой необходимо приложить момент> ОК> выбираем в какой плоскости действует момент и задаем его значение (Рисунок 8)> OK.
Рисунок 8– Задание момента.
1.2.8 Вычисление
Main Menu> Solution> Solve> Current LS> OK.
Сохранение лог файла:
Utility Menu> File> Write DB log file> выбираем место где сохранить лог файл и задаем имя лог файла> ОК.
Лог файл расчета балки представлен в приложении А.
1.2.9 Вывод результатов вычисления
Создание таблиц данных для сил и моментов в узлах I и J:
Main Menu> General Postproc> Element Table> Define Table> в окне lab вводим силу или момент и узел, выбираем By sequence num, в поле SMISC, дописать цифру (Рисунок 9): XI– 1; XJ– 7; YI– 2; YJ– 8; MZI– 6; MZJ– 12.
Таблица данных для сил и моментов представлена на рисунке 10.
Рисунок 9– Задание таблицы данных для сил и моментов
Рисунок 10– Таблица данных для сил и моментов
Графический показ эпюры поперечных сил (Рисунок 11):
Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Line Elem Res> в окошке LabI Elem table item at node I вводим YI, в окошке LabJ Elem table item at node J вводим YJ> ОК.
Рисунок 11– Эпюра поперечных сил
Анализ полученных результатов:
1 Поперечные силы, действующие на 1 вертикальный стержень равны 10000 Н;
2 Поперечные силы, действующие на 2 вертикальный стержень равны 100000 Н.
Графический показ эпюры нормальных сил (Рисунок 12):
Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Line Elem Res> в окошке LabI Elem table item at node I вводим ХI, в окошке LabJ Elem table item at node J вводим ХJ> ОК.
Рисунок 12– Эпюра нормальных сил
Анализ полученных результатов:
Нормальные силы, действующие на горизонтальный стержень равны 100000 Н.
Графический показ эпюры изгибающих моментов (Рисунок 13):
Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Line Elem Res> в окошке LabI Elem table item at node I вводим MZI, в окошке LabJ Elem table item at node J вводим MZJ> ОК.
Рисунок 13– Эпюра изгибающих моментов
Анализ полученных результатов:
Полученные моменты на каждом из участков балки представлены на рисунке 13.
Графический показ прогиба балки (Рисунок 14):
Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Nodal Solu> DOF Solution> Displacement vector sum> ОК.
Рисунок 14– Прогиб балки
Анализ полученных результатов:
Максимальный прогиб балки равен 4,256 м.
2. ............ 
