1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流ansys有限元分析大作業(yè).精品文檔.有限元大作業(yè)設(shè)計題目: 單車的設(shè)計及ansys有限元分析 專業(yè)班級: 姓 名: 學(xué) 號: 指導(dǎo)老師: 完成日期: 2016.11.23 單車的設(shè)計及ansys模擬分析一、單車實體設(shè)計與建模1、總體設(shè)計單車的總體設(shè)計三維圖如下，采用pro-e進行實體建模。在建模時修改proe默認單位為國際主單位(米千克秒 mks)Proe文件屬性修改2、車架車架是構(gòu)成單車的基體，聯(lián)接著單車的其余各個部件并承受騎者的體重及單車在行駛時經(jīng)受各種震動和沖擊力量，因此除了強度以外還應(yīng)有足夠的剛度，這是為了在各種行駛條件下，使固定在

2、車架上的各機構(gòu)的相對位置應(yīng)保持不變，充分發(fā)揮各部位的功能。車架分為前部和后部，前部為轉(zhuǎn)向部分，后部為驅(qū)動部分，由于受力較大，所有要對后半部分進行加固。二、單車有限元模型1、材料的選擇單車的車身選用鋁合金（6061-T6）T6標志表示經(jīng)過熱處理、時效。其屬性如下：彈性模量：泊松比：0.33 質(zhì)量密度： 抗剪模量： 屈服強度：2、單車模型的簡化 為了方便單車的模擬分析，提高電腦的運算效率，可對單車進行初步的簡化；單車受到的力的主要由車架承受，因此必須保證車架能夠有足夠的強度、剛度，抗振的能力，故分析的時候主要對車架進行分析。簡化后的車架如下圖所示。3、單元體的選擇單車車架為實體故定義車架的單元類型

3、為實體單元（solid）。查資料可以知道3D實體常用結(jié)構(gòu)實體單元有下表。單元名稱說明Solid45三維結(jié)構(gòu)實體單元，單元由8個節(jié)點定義，具有塑性、蠕變、應(yīng)力剛化、大變形、大應(yīng)變功能，其高階單元是solid95Solid64用于模擬三維各向異性的實體結(jié)構(gòu)。單元由8個節(jié)點定義，本單元具有大變形、大應(yīng)變功能Solid65用于模擬三維有鋼筋或無鋼筋的混凝土模型，該單元能夠計算拉裂和壓碎而且該單元可應(yīng)用與加筋復(fù)合材料（如玻璃纖維）及地質(zhì)材料（如巖石）等。Solid92具有二次位移特性，非常適合模擬不規(guī)則模型，（例如由各種CAD/CAM系統(tǒng)產(chǎn)生的網(wǎng)格模型）。此單元具有塑性、蠕變、膨脹、應(yīng)力剛化、大變形和大

4、應(yīng)變等功能。 Solid95Solid45、solid185單元Solid147磚形單元，最多支持階數(shù)為8的項式Solid148四面體單元，最多支持階數(shù)為8的多項式Solid185用于建立三維實體結(jié)構(gòu)模型。單元有8個節(jié)點定義，其高階單元是solid95Solid186用于建立三維實體結(jié)構(gòu)模型。單元有20節(jié)點定義的結(jié)構(gòu)實體單元Solid187高階三維10節(jié)點實體單元。適用于產(chǎn)生不規(guī)則網(wǎng)格模型，solid92是它的類似單元根據(jù)上表各單元結(jié)構(gòu)的特點初步選擇單元solid45。4、網(wǎng)格的劃分1)建模使用proe，導(dǎo)出為IGES,再將IGES格式的車架導(dǎo)入ansys中fileàimport&#

5、224;IGESà找到格式為IGES的車架文件，文件導(dǎo)入后如下圖。2）選擇單元體Main MenuàPreprocessoràElement TypeàAdd/Edit/DeleteàAdd(彈出對話框選擇下圖所示的單元體)3）定義車架材料的屬性Main MenuàPreprocessoràMaterial PropsàMaterial Models（按照下圖給車架定義材料屬性）定義材料的彈性模量：、泊松比：0.33 定義材料的質(zhì)量密度： 4）畫分網(wǎng)格Main MenuàPreprocessorà

6、;Meshing àMesh Toolà彈出的對話框中設(shè)置網(wǎng)格的邊界長度設(shè)為10à點Meshàpick all（自動生成網(wǎng)格如下圖所示）三、單車靜強度分析1)導(dǎo)入已畫分好的模型網(wǎng)格2）進行菜單過濾Main MenuàPreferencesà彈出的對話框中勾選Structuralà點OK3）定義分析類型Main MenuàSolutionàAnalysis TypeàNew Analysisà勾選Staticà點OK4）定義求解控制菜單選擇Main MenuàSolu

7、tionàAnalysis TypeàSoln Controls命令à打開對話框勾選Calculate prestress effects項àOK5）施加約束選擇Main MenuàSolutionàDefine LoadsàApplyàStructuralàDisplacementàOn Areasà選擇下邊的橫桿à點OKà彈出的對話框中選擇All DOFàOK完成約束6）施加載荷假設(shè)駕駛?cè)说闹亓繛?0kg，那么作用在單車上的力的大小就為600N。設(shè)定安

8、全系數(shù)為3，則施加在單車上面的力大小為1800N。選擇Main MenuàSolutionàDefine LoadsàApplyàStructuralàPressureàOn Areasà選擇上邊的橫梁à點OKà彈出的對話框中在VALUE Load PRES value 處設(shè)置參數(shù)為1800àOK完成7）打開輸出設(shè)置菜并設(shè)置參數(shù)選擇Main MenuàSolutionàLoad Step OptsàOutput CtrlsàSolu Printout

9、24;彈出的對話框中勾選Every substepàOK完成8）計算選擇Main MenuàSolutionàSolveàCurrent LSà彈出的對話框如下，點OK繼續(xù)接著會彈出提示的對話框，點Yes，然后系統(tǒng)開始運算。當提示出現(xiàn)Solution is done對話框表示運算完成，點Close。9）查看等效應(yīng)力、應(yīng)變結(jié)果a、查看應(yīng)變結(jié)果Main MenuàGeneral PostprocàPlot ResultsàContour PlotàNodal Soluà彈出對話框中（如下圖）選擇No

10、dal Solutionà在Undisplaced shape key中選擇Deformed shape with undeformed model(方便區(qū)分變形前后的對比)à分別查看X、Y、Z和總的應(yīng)變圖X方向的變形圖Y方向的變形圖Z方向的變形圖總的變形圖b、等效應(yīng)力的結(jié)果Main MenuàGeneral PostprocàPlot ResultsàContour PlotàNodal Soluà彈出對話框中（如下圖）選擇Nodal SolutionàStressàvon Mises stressà在Undisplaced shape key中選擇Deformed shape only結(jié)論 通過以上分析，可得出以下結(jié)論： 1）在ANSYS中，通過建立模型，施加邊界條件，來分析結(jié)構(gòu)的受力情況，對于有應(yīng)力集中的地方，