三维L形支架有限元课程设计.doc

课程设计任务书 学校:江苏师范大学 学院：机电工程学院 课题：三维L形支架 指导教师：蒋老师 姓名： 班级：11机41班 学号目录 前言 概述 计算机辅助设计课程设计的目的 课程设计的内容和任务 课程设计的注意事项 计算机辅助设计的课程设计步骤 2.1 L形支架的模型绘制 2.2 L形支架应力分析 2.3 设计时的注意事项 第三章 设计评价 3.1 设计评价 3.2 总结 参考文献 前言 随着计算机技术的发展，CAE技术已经成为产品设计的核心技术，作为CAE主要组成的有限元法更是设计是必备的设计工具。 “工欲善其事，必先利其器”，在设计的过程中需要结合教材的特点，联系离论与实践，以一些浅显易懂的工程设计为例，并已广泛使用有限元分析软件ANSYS为载体，努力总结出有限元分析，以及在设计过程中的步骤和所遇到的相关问题，使之得以灵活运用。 许多工程分析问题，如固体力学中的位移场和应力场分析，传热学中的温度场分析，流体力学中的流场分析等问题都可归结为在给定边界条件下求解其控制工程的问题。但能用解析方法求出精确解的只是方程性质比较简单，且几何边界相当规则的少数问题。对于大多数的工程技术问题，由于物体的几何形状比较复杂或者问题具有某些非线性特征，很少得到解析解。随着计算机技术的快速发展与普及，有限元分析法迅速从结构工程分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的分析方法。 本课程设计就是以ANSYS软件为运行背景，对三维的L形支架进行力学分析，以具体的步骤和浅显易懂的三维实体图来一步步的展现其分析过程。 关键词：ANSYS、L形支架、力学分析 第一章 1.1计算机辅助机械设计课程设计的目的 了解ANSYS软件的运行环境，掌握对机械工程中常用的机械模型进行建模的过程与步骤，以及对这些零件模具进行工程力学分析的方法，从而解决在工程分析中的一系列问题。使学生学习了本课程之后，是自身的知识得到进一步的巩固，同时，使计算机辅助设计的操作技能得到进一步的强化。 1．2课程设计的内容与任务 根据已给的三维L形支架的示意图所示，支架通过有孔的表面固定在墙上，材料为钢材，弹性模量为210GP，泊松比为0.3，几何尺寸如图所示。绘制三维L形钢支架变形图，并找到主应力与Von Mises等效应力的最大值及其位置。 1.3 课程设计注意事项 1、在计算机操作开始前要对已给课题进行分析构思，思考图形的三维坐标 2、在计算机操作开始要最ANSYS软件进行修改，使其可以正常运行。具体步骤为:打开D盘——ansys 10 ——WinHostId——MAGNITUDE——ansys以text格式打开——修改保存——双击keygen——复制license——在C盘中打开Program files——AnsysInc——Sharefiles——Licensing——粘贴替换license——开始程序——ANSYS FLEXlm License Manager——FLEXlm LMTOOLS Utility——Start/Stop Reread——Start Server——开始程序——Ansys10——Ansys 3、在操作的过程中要记得保存每个重要步骤的图片 第二章 2.1 L形三位支架模型绘制 从PROE软件导入模型 2、设置单元类型 定义单元类型1为10-节点四面体实体结构单元（Solid92） 2.2 L形支架应力分析 1、首先约束两个安装孔SolutionDefine loadsApplyStuctural DisplacementSymmetryB.C选择圆柱孔的四个面进行约束 2、定义材料属性，输入弹性模量2.1e11，泊松比为0.3 然后进行网格划分。点击Meshing——Meshtool，设置尺寸为6，确定Mesh窗口为Volumes，点击Mesh即可。设置网格划分，使应力分析更加准确。 3、在棱柱的面上施加载荷。输入压力值为150N/cm2 求解。SolutionSolveCurrent LS 5、绘制支架变形图。 5、绘制等效应力。 在后处理阶段，点击PlotReasultContour Plot-Nodal,选择stress，vonMises，即可显示等效应力图 第三章 3.1设计评价 根据三维L型支架的等效应力图可知，主应力为施加在棱柱上的压应力，由于在安装孔处的周边为橙红色前颜色逐渐变浅，因而在基座的安装孔处应力最大，同时可以看出在棱柱与基座的连接处也受应力影响。 因此根据以上信息可知，在现实的加工生产与维修中，需要增加基座安装孔与棱柱与基座的连接处的强度以防止出现故障。 3.2总结 在本次的计算机辅助机械设计的课程设计中收获良多。首先，在操作与练习的过程中，