ANSYS对机架强度的有限元分析

2016-10-25 by:CAE仿真在线来源:互联网

本期分享主要是对于轧机的机架的有限元分析。在对机架三维建模后,导入ansys有限元分析软件进行分析。首先,对机架进行合理网格划分,以及边界条件、载荷的施加,给出机架内的应力分布、位移分布(纵向、横向)以及最大应力值、发生位置,校核机架是否满足强度要求,并计算机架的纵向刚度。

1、三维模型的创建及导入

(1)、在solidworks软件中创建机架的三维图,并保存为*.x-t格式文件,打开ansys 软件。通过multi manu------import--------parameter--------1750j01.x-t,将创建的模型导入ansys软件中。

(2)、设置单元类型

ANSYS Main Menu—>Preprocessor—>Element Type—>Add/Edit/Delete

选取10node187单元

(3)、设置材料属性

ANSYS Main Menu—>Preprocessor—>Material Props—> Material Models

各向同性线弹性材料:E=2e11,ν=0.3

(4)、网格划分

ANSYS Main Menu>Preprocessor>Meshtool选择Smartsize,设置网格疏密程度4级,点击mesh。可根据需要,在应力比较集中之处细化网格。

选中要划分的体(亦可点击Pick All),点击ok。出现警告信息点确定即可。

2、载荷与约束的施加

(1)、施加对称约束

ANSYS Main Menu>Solution>Define Loads>Structural>Displacement>Symmetry B.C>on Areas选取3个对称面,点击ok。

(2)、施加轧制压力pressure

ANSYS Main Menu>Solution>Define Loads>Structural>Pressure>on Areas

选定机架上与压下螺丝接触的位置施加压力,输入压力值:总轧制力P/4/作用面面积

选定机架上与下支承辊轴承座接触的位置施加压力,输入压力值:轧制力P/4/作用面面积。

(3)、机架地脚螺栓孔施加固定位移约束

ANSYS Main Menu>Solution>Define Loads>Structural>Displacement ->on Areas

选取地脚螺栓孔内部的四个面,点击ok。

3、求解

ANSYS Main Menu>Solution>Solve>Current LS,出现verify对话框选择yes,分析完后点击close

4、读取分析结果

(1)、显示变形后的结果

(2)、Y方向的位移

由Y方向的位移图可以看出:最大位移为Y1=0.507e-3m,最小位移Y2=-0.158e-3m。所以零件的纵向刚度为fk=P/2/y=2e7/2/(0.507e-3+0.158e-3)=1.5e10N/m

(3)、等效应力查看

查看立柱处等效应力:multimanu--select--entity--element---OK---box--OK---plotctrl--replot

同样的方法得到上横梁的等效应力:

由上图可知:机架的最大等效应力为69.1MPa,上横梁的等效应力最大为69.1MPa,立柱的最大等效应力为41.1MPa。则最大应力发生在上横梁处。

许用应力:

横梁:50~70MPa

立柱:40~50MPa

则机架结构满足强度上的要求。

开放分享：优质有限元技术文章,助你自学成才

编辑