轮子的受力分析

ANSYS 使用手册

教程9 轮子的静力学分析

教程9：轮子的受力分析

问题阐述

下面所示为轮子的2D平面图，其中列出了该轮的基本尺寸（单位为毫米）。现要分析该轮仅承受绕Y轴旋转角速度的作用下，轮的受力及变形情况。

所给条件

已知角速度为525rad/s，材料的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3，密度为7.5g/mm3。根据该轮的对称性，在分析时只要分析其中的一部分即可，即取模型的十六分之一。

- 1091.2 ANSYS 使用手册

教程9 轮子的静力学分析

7． 按下OK按钮。

2.2

面叠分操作

1.Main Menu：Preproceor→Modeling→Operate→Booleans -Overlap→Area。

2.在出现的拾取框中，单击Pick All。

2.3

显示线

1.Utility Menu：PlotCtrls→Numbering。

2.在出现的对话框中，设置Line Number为On。 3.按下OK按钮。

4.Utility Menu：Plot→Line。

2.4

倒角

1.Main Menu：Preproceor→Modeling-Create→Line-Line Fillet 2.3.5.6.7.在出现拾取框后，拾取线号“L16，L28”。 按下Apply按钮。

在出现的对话框中，输入RAD=6.35。 按下Apply按钮。

又分别拾取线号“L14，L27”、“L28，L23”和“L27，L19”，重复上述操作，最后按下OK按钮。 8.Utility Menu：Plot→Line。

2.5

生成一个由倒角线围成的面

1.Main Menu：Preproceor→Modeling-Create→Areas-Arbitrary

- 111 ANSYS 使用手册

教程9 轮子的静力学分析

10.最后按下OK按钮。

2.8

生成由圆弧线围成的面

1.Main Menu：Preproceor→Modeling-Create→Areas-Arbitray→By Line。

2.3.4.5.在出现拾取框后，拾取线号 “L7，L36”。 按下Apply按钮。

又拾取线号“L5，L35”。 按下OK按钮。

2.9

面相加

1.Main Menu：Preproceor→Modeling-Operate→Booleans-Add→Area。 2.在出现的拾取框中，单击Pick All。

2.10 线相加

1.Main Menu：Preproceor→Modeling-Operate→Booleans-Add→Line。

2.3.4.5.6.7.

2.11 压缩编号操作

1.Main Menu：Preproceor→Numbering Ctrls→Compre Numbers。

2.在出现的下拉菜单中选择All。 8.按下OK按钮。

3. 通过拖拉生成3D模型

3.1

生成轴线的关键点

1.Main Menu：Preproceor→Modeling-Create→Keypoints→In Active CS。

2.在出现的对话框中，输入X=0，Y=0。 3.按下Apply按钮。

- 113Axis。

在出现的拾取框中，单击Pick All。 又拾取轴线的关键点“19，20”。 按下OK按钮。

在弹出的对话框中，输入ARC=22.5，NSEG=1（即生成的实体由一块体积组成）。 按下OK按钮。 ANSYS 使用手册

教程9 轮子的静力学分析

2.在出现的对话框中，输入Radius=11.43，Depth=19.05。 3.按下OK按钮。

4.3 体相减

1.Main Menu：Preproceor→Operate-Booleans→Subtract → Volumes 2.在出现拾取框之后，拾取体积1。 3.按下OK按钮。

4.再拾取体积2，即圆柱体。 5.按下OK按钮。

5. 生成网格

5.1 用工作平面切分体

1.Utility Menu：WorkPlane→Offset WP to→Keypoints。

2.在出现拾取框后，拾取关键点9。或者在输入框中输入9。 3.按下OK按钮。

4.Main Menu：Preproceor→Operate-Booleans→Divide→Volu by WorkPlane。

5.在出现的拾取框中，单击Pick All。

6.Utility Menu：WorkPlane→Offset WP to→Keypoints。 7.在出现拾取框后，拾取关键点11。 8.按下OK按钮。

9.Main Menu：Preproceor→Operate-Booleans→Divide→Volu by WorkPlane。

10.在出现拾取框后，拾取体积4。或是在输入框中输入4。 11.按下OK按钮。

12.UUtility Menu：WorkPlane→Display Working Plane。

5.2 采用映射网格生成单元

1.Main Menu：Preproceor→Meshing-MeshTool。

2.3.4.5.6.7.

在出现的MeshTool工具条上单击Global上的Set。 在出现的对话框中，输入Size=6.35。 按下OK按钮。

在MeshTool工具条上Shape下选择Hex和Mapped。 按下Mesh按钮。

在出现拾取框后，拾取体积1,2,3和5。或是在输入框中输入

- 115116在出现拾取框后，拾取关键点1。 按下OK按钮。

在出现的对话框中，Item to be constrained后选择UY。 按下OK按钮。 ANSYS 使用手册

教程9 轮子的静力学分析

2.在出现的对话框中，在Sol’Options选项卡下Equation Solvers下面选择Pre-condition CG。

3.按下OK按钮。

6.5 开始求解运算

1.Main Menu：Solution→Solve-Current LS。

2.在出现的信息提示框和对话框，浏览完信息后，输单击File→Close，单击对话框上的OK。 3.开始求解运算，当出现“Solution is done”的信息提示框后，单击Close，求解运算结束。

7.浏览求解结果

7.1 浏览Von Mises应力

1.Main Menu：General Postproc→Plot Results-Contour plot→Nodal Solu。

2.在出现对话框中，在Item to be contoured后面的左栏中选择Stre，在其右栏中选择Von Mises stre。 3.按下OK按钮。

- 118ANSYS 使用手册

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8.退出ANSYS 1． Toolbar：Quit。 2．选择Quit-No Save！ 3．按下OK按钮。

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