王亮亮1007240816《ANSYS工程分析与应用》大作业(2010级)(2)

6）、谱分析：是对模态分析的拓广，优于计算由于响应谱或PSD输入（随机械振动）引起的应力和应变。

7）、结构屈曲分析：有利于计算曲屈载荷和确定曲屈模态；他还可以进行线性（特征值）和非线性曲屈分析。

8）、显示动力分析：ANSYS/LS-DYNA有利于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题。

9）、结构动力学分析：用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。与静力分析不同，动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。ANSYS可进行的结构动力学分析类型包括：瞬态动力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。

10）结构非线性分析：结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。ANSYS程序可求解静态和瞬态非线性问题，包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。

11）声场分析：程序的声学功能用来研究在含有流体的介质中声波的传播，或分析浸在流体中的固体结构的动态特性。这些功能可用来确定音响话筒的频率响应，研究音乐大厅的声场强度分布，或预测水对振动船体的阻尼效应。

12）压电分析：用于分析二维或三维结构对AC（交流）、DC（直流）或任意随时间变化的电流或机械载荷的响应。这种分析类型可用于换热器、振荡器、谐振器、麦克风等部件及其它电子设备的结构动态性能分析。可进行四种类型的分析：静态分析、模态分析、谐波响应分析、瞬态响应分析。

8、详述自己学习ANSYS软件的体会以及学习过程中应注意的问题。

通过对ANSYS软件的初步学习时，我发现这个软件具有强大的功能和可利用性，该软件对初学者提出了很高的要求，不仅要求初学者比较扎实的力学基础（如理论力学、材料力学、弹性力学、结构力学、流体力学等），而且需要我们初学者不断的总结和积累经验，从实例的学习中掌握这个软件的基本操作规程，只有这样才能较好的掌握这门软件，学习过程中需注意以下几点：首先，要熟悉GUI操作后再来使用命令流，GUI操作起来更加的直观方便，掌握命令流是一件非常困难的事情；其次，建议不要使用自底向上的建模方法，而要使用自顶向下的建模的方法，充分的熟悉BLC4、CYLIND等几条直接生成图元的命令。再次，对于面网格划分，不需要考虑映射条件，直接对整个模型使用命令控制单元的大小，

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保证长边上产生单元的大小与短边上产生单元的大小基本单元，绝大部分面都能生成非常规则地四边行网格；对于三维的壳单元，麻烦一点的就是给面赋予实常数。最后，对于有限元模型的加载，但当施加载荷或边界条件的面比较多，需要使用选择命令将这些面全部选出来，以保证施加的载荷和边界条件的正确性。

8、根据给定的图形，在ANSYS软件中建模、分析，并得出应力云图。

题目：某曲柄轴材料为球墨铸铁（QT400-10），许用应力120MPa ，曲柄轴抽象为矩形，h=1.2D,b/h=2/3(左右臂尺寸相同)，l=1.5e，l4=1.5l。有关数据：F=15KN，P=5.2KN，l1=225mm，l2=175mm，l3=100mm,e=80mm ,α=12°。没有的尺寸自己确定。120X100X15，D=d=20mm，经查得球墨铸铁（QT400-10）的E=169Gpa，泊松比0.275，飞轮直径D×h=120×30。（如图7-1）

（1）建立有限元模型并划分网格； （2）画出曲柄轴的内力图； （3）画出应力云图； （4）整理出APDL命令流

1）、定义工作文件名和工作标题

1、选择Utility Menu | File | Change Jobname命令，弹出对话框后输入标题为：“QuBingZhou”，单击OK按钮关闭对话框。

2、选择Utility Menu | File | Change Title命令，弹出对话框后输入标题为：“QuBingZhou Analysis”， 单击OK按钮关闭对话框。 2）、定义单元类型

1、Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete命令，从列表框

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中选出Structual Solid，Brick 20node 95，参数如图7-2、7-3、7-4，单击OK按钮关闭对话框。

图7-2 Preference for GUI Filtering

图7-3 Element Types

图7-4 Library of Element Types

3）、定义材料性能参数

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1、选择Main Menu | Preprocessor | Material Props | Material Models命令，弹出对话框，在Material Models Availabey一栏中依次双击Structral、Linear、Elastic、Isotropic选项，对话框参数如图7-5。

图7-5 EX与PRXY参数选项

2、在Define Material Model Behavior对话框中选择Material | Exit命令关闭该对话框。

4）、几何建模并划分网格

1、下图为曲柄轴几何模型图（图7-6），Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create | ? ?.，.建模过程省略，尺寸见题目中。

图7-6 曲柄轴几何模型图

2、节点、关键点、线、面、体的序号重新排序，选择Main Menu | Preprocessor

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| Numbering Ctrls | Compress Numbers，弹出如图所示对话框，设置参数见图7-7。

图7-7 Compress Numbers

3、单击OK按钮关闭对话框。

4、对实体划分网格，Main Menu | Preprocessor | Meshing | MeshTool，弹出对话框，对勾选中对话框上面的SmartSize选项，其余选项默认，点击下面图标“Mesh”，然后选中实体，划分网格结束，如图7-8。

图7-8 曲柄图网格划分示意图

5）、加载求解

1、选择Main Menu | Solution | Analysis Type | New Analysis命令，出现New Analysis对话框，选择类型为Static，单击OK按钮关闭对话框。

2、选择Main Menu | Solution | Define Loads | Apply | Structural | Displacement | On Areas命令，出现对话框Apply U，ROT on A拾取菜单，选中曲柄轴两端相

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