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2.3 大挠曲变形静力学分析

本节案例演示ANSYS Workbench的结构静力学分析模块,并对比开启考虑金属塑性的大变形开关前后两个结果,基本展示了此方法的操作流程。

2.3.1 问题描述

图2-54所示为大变形静力学几何模型,一端面固定,另外一个端面用200N力进行拉伸,请用ANSYS Workbench分析对比同样约束及边界条件下,不加载大挠曲开关分析以及加载后两者的分析结果。

图2-54 几何模型

2.3.2 建立分析项目

在Workbench平台内创建静态结构分析项目,如图2-55所示。

图2-55 创建分析项目

2.3.3 导入几何模型

(1)导入几何模型,如图2-56所示。

图2-56 导入几何模型

(2)启动几何结构软件,如图2-57所示。

图2-57 启动几何结构软件

提示

Workbench的几何结构软件默认有3个模块,用鼠标右键单击可以进行软件模块选择,例如本案例选取的为DesignModeler软件。

(3)在几何结构软件中进行几何模型导入,如图2-58所示。

提示

在DesignModeler软件中可以进行几何模型的修改,本案例不需要修改。

图2-58 在几何结构软件中进行几何模型导入

2.3.4 添加材料库

(1)打开工程数据设置界面,如图2-59所示。

图2-59 工程数据设置界面

(2)激活工程数据源,如图2-60所示。

图2-60 工程数据源界面

(3)添加“不锈钢”材料,如图2-61所示。

图2-61 添加材料

2.3.5 添加模型材料属性

(1)启动静态结构分析模块,如图2-62所示。

图2-62 启动静态结构分析模块

(2)进行材料属性设置,如图2-63所示。

图2-63 材料属性设置

2.3.6 划分网格

进行网格尺寸划分设置,如图2-64所示。

图2-64 网格尺寸划分设置

2.3.7 施加载荷与约束

(1)添加固定支撑约束,如图2-65所示。

图2-65 添加固定支撑约束

(2)进行固定支撑约束参数设置,如图2-66所示。

图2-66 固定支撑约束参数设置

提示

上述操作界面为设置完成后的示意图,后续类似的均为设置后的截图。

(3)添加力载荷设置,如图2-67所示。

图2-67 添加力载荷设置

(4)进行力载荷参数设置,如图2-68所示。

图2-68 力载荷参数设置

(5)进行求解设置并计算,如图2-69所示。

图2-69 求解设置

2.3.8 结果后处理

(1)添加等效应力分析结果,如图2-70所示。

图2-70 添加等效应力分析结果

(2)添加总变形分析结果,如图2-71所示。

图2-71 添加总变形分析结果

(3)添加等效弹性应变分析结果,如图2-72所示。

图2-72 添加等效弹性应变分析结果

(4)进行求解设置并计算,如图2-73所示。

图2-73 求解设置

(5)进行等效应力结果查看,如图2-74所示,可知最大等效应力为1.4675*10 8 Pa,最小等效应力为0.11748Pa。

图2-74 等效应力云图

(6)进行总变形结果查看,如图2-75所示,可知最大总变形为0.0098709m。

图2-75 总变形云图

(7)进行等效弹性应变结果查看,如图2-76所示。

图2-76 等效弹性应变云图

2.3.9 保存与退出

(1)单击Mechanical界面右上角的“ ”按钮,退出Mechanical,返回到Workbench主界面。

(2)在Workbench界面进行文件保存,文件名称为large_deformation。

2.3.10 分析项目复制创建

进行分析项目复制,如图2-77所示。

图2-77 分析项目复制创建

提示

上述直接复制创建分析项目操作,可保留之前分析项目中设置的材料、网格划分及载荷约束设置。

2.3.11 开启大挠曲设置再次求解

(1)再次启动静态结构分析模块,如图2-78所示。

图2-78 启动静态结构分析模块

(2)在分析设置中开启大挠曲设置,如图2-79所示。

(3)进行求解设置,如图2-80所示。

图2-79 开启大挠曲设置

图2-80 求解设置

(4)进行等效应力结果查看,如图2-81所示,可知最大等效应力为1.4479*10 8 Pa,最小等效应力为0.11015Pa。

图2-81 等效应力云图

(5)进行总变形结果查看,如图2-82所示,可知最大总变形为0.0087095m。由此可见开启大挠曲后的最大变形从0.0098709m变为0.0087095m。

图2-82 总变形云图

(6)进行等效弹性应变结果查看,如图2-83所示。

图2-83 等效弹性应变云图 KSsXMYZ7RIWrxzL7xHfQXshRZGNKQpyvz4fktHnryOajaOqNmJvvBXM4eGRyO1fg

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