皮带轮的模态分析..docVIP

皮带轮的空载模态分析 针对皮带输送机常采用的减速机，V带，皮带轮的驱动方式，为保证整机运行安全可靠，在进行零部件设计时，就必须考虑关键零件设计的合理性。因此，在进行皮带轮设计时，采用通用的有限元Ansys进行受力分析，将有效的避免设计的失误。 一．问题描述 本考虑离心载荷引起的预应力的模态分析，求解出该的前5阶固有频率及其对应的模态振型。截面形状如图所示，该安装在某转轴上以的速度高速旋转。相关参数为：模量EX＝E5Mpa，泊松比PRXY＝0.3，密度DENS＝7.8E-9Tn/mm3。 ①定义工作名：Utility menu File Jobname ②工作标题：Utility menu File Change Title 选择单元类型 本将选用六面体结构实体单元来分析，但在建模过程中需要使用四边形平面单元，所有需要定义两种单元类型：PLANE42和SOLID45，具体操作如下： Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete①“ Structural Solid”→“ Quad 4node 42” →Apply（ 添加PLANE42为1号单元） ②“ Structural Solid”→“ Quad 8node 45” →（ 添加六面体单元SOLID45为2号单元） 设置材料属性 由于要进行的是考虑离心力引起的预应力作用下的的模态分析，材料的弹性模量EX和密度DENS必须定义。 ① 定义材料的弹性模量EX Main Menu Preprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic 弹性模量 EX＝E5 泊松比 PRXY＝0.3 ② 定义材料的密度DENS Main Menu Preprocessor Material Props Material Models DENS =7.8E-9 实体建模 对于本实例的有限元模型，首先需要建立的截面几何模型，然后对其进行网格划分，最后通过截面的有限元网格扫出整个的有限元模型。具体的操作过程如下。 ① 创建关键点操作：Main Menu Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CSUtility menu List Keypoints Coordinate only ② 由关键点生成线的操作：Main Menu Preprocessor Modeling Create Lines Lines In Active Coord③ 建立圆角：Preprocessor Modeling Create Lines Lines Lines④ 生成面：Main Menu Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary By Lines（逆时针选线） 5.划分网络 Main Menu Preprocessor Meshing MeshTool ①对全局进行设置。单击Size Controls (尺寸控制区)全局设置项(Global)的Set按钮，将弹出Global Element Sizes单元尺寸全局设置对话框在对话框中输入Element edge Length (单元边长度)为 ②单击Size Controls (尺寸控制区) Lines (线设置项)的按钮，将弹出Element Size on Picked Lines (在所选线上定义单元尺寸)的拾取对话框。 用鼠标左键在图形输出窗口中拾取圆角对应的线。 单击ok按钮，将弹出Element Size on Picked Lines (在所选线上定义单元尺寸)对话框，在对话框中输入No. of element divisions (每条线将要分成的单元数)为1，设定圆角处对应的线只分一个单元。(由于是模态分析，只要能反应出需要知道的前几阶模态就行，而不需要知道具体的应力值，所以不需要对此处进行单元细化。) ③对分网进行控制。在分网控制区的Mesh下拉框中选定分网类型为Area (面)，Shape (网格形状)设置为Quad (四边形)，分网方式设置为Free (自由分网)。 ④对面进行分网。在MeshTool (分网工具)对话框中单击按钮，将弹出Mesh Aeras (对面划分网格)拾取对话框。从图形输出窗口中拾取创建的面，单击ok按钮。完成网格划分。 通过将面绕轴成有限元实体模型的功能，将前面建立的截面有限元网格，围绕定义的旋转轴扫掠成整个的实体有限元模型。具体的操作过程如下。 ① 义旋转轴