弹性力学研究报告详解.docx

《弹性力学》研究报告 ——转轮轴对称结构静力分析 学 院：高等工程师学院 班 级： 姓 名 学 号： 2016年4月 1.1研究背景··············································3 1.2研究方案··············································3 1.2.1模型尺寸···········································3 1.2.2材料参数···········································3 1.2.3定义单元模型·······································3 1.2.4定义材料参数·······································3 1.2.5建模（轮的截面）·····································4 1.2.6有限元网格模型·····································5 1.2.7边界条件···········································5 1.2.8施加外载荷·········································6 1.2.9进行求解···········································7 1.3计算分析···············································7 1.3.1应变···············································7 1.3.2应力···············································8 1.3.3位移分布···········································9 1.3.4最值··············································10 1.3.5计算结果··········································11 1.4结论·················································12 1.1研究背景 转轮在实际生活中应用很广泛，比如机器中的齿轮、带轮等等，因此对转轮的受力分析尤为重要，运用ANSYS数值模拟软件对不同工作环境下的转轮的受力情况进行研究，可以为工业生产中的制造提供很多有用的建议，从而制造出符合要求的转轮部件，这同时也可以避免在实际生产过程中出现问题，引发一些灾难。 本文研究受到外载荷作用且高速旋转的转轮的受力情况。 1.2研究方案 1.2.1模型尺寸 轮的主要尺寸：内径为5，外径为8。 1.2.2材料参数 转轮材料的弹性模量为206GPa;泊松比为0.3，密度为7800kg/m^3。 1.2.3定义单元模型 定义一种单元，选用4节点四边形板单元PLANE42。 1.2.4定义材料参数 定义转轮的材料参数：EX=2.06e11,PRXY=0.3,DENS=7.8e3。 1.2.5建模（轮的截面） 在使用PLANE系列单元时，要求模型必须位于全局XY平面内。默认的工作平面即为全局XY平面，因此可以直接在默认的工作平面内创建轮的截面。 将面相加合成一个面，如下图所示。 对线和点编号，并制作倒角，如下图。 1.2.6有限元网格模型? 1.2.7边界条件 加轴对称的位移，并施加固定位移，其结果如下。 1.2.8施加外载荷 施加压力载荷，大小为1MPa； 施加转速引起的惯性载荷，其角速度为62.8rad/s。 1.2.9进行求解 命令流 1.3计算分析 1.3.1应变 径向变形图 周向变形图 1.3.2应力 径向应力分布图 周向应力分布图 三维扩展结果 1/4三维扩展结果 1.3.3位移分布 应力总体位移矢量图 应力单元位移矢量图 总体位移矢量图 1.3.4最值 如图所示，最大值为0.062139E9，最小值为0 1.3.5计算结果 1.4结论 由各个应力分布图、变形图、位移矢量图可以形象地得出转轮上受力及位移变形情况，变形方向主要是由轴部向外，各部分应力大小主要是由轮的中心向外变大。 计算机仿真技术可以非常形象地展示转轮的变形演化过程，这种方法比实际实验方便、成本低而且能较快求出多种不同载荷下的受力情况，因此可以部分地取代实验或指导实验。 在使用有限元建模分析时，要