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研1202班、王娜娜 ——作业5 扳手的受力分析 一、问题描述 如图1所示为内六角扳手的承载示意图，求扳手内部的应力，应变场及位移场分布和A点所在的横截面上的等效应力场和等效应变场分布（图中单位为mm）。 材料参数：弹性模量E=200GPa，泊松比v=0.3 载荷：F=150N 图1 内六角扳手的承载示意图 二、理论简述 本题的关键在于几何模型的建立，在本例中，采用先生成内六角扳手的底面和轴线，再沿轴线拖拉底面生成实体的方法建立几何模型。 三、Ansys操作步骤 定义工作文件名和工作标题 1)拾取菜单Utility Menu: File →change Jobname ，出现change Jobname 对话框，在enter new jobname输入栏中输入工作文件名WRENCH，单击OK按钮。 2)拾取菜单Utility Menu: File →change Title，出现change Title对话框，在输入栏中输入STATIC ANALYSIS OF AN WRENCH, 单击OK按钮。 设置计算类型，过滤菜单 拾取菜单Main Menu: Preferences命令，弹出分析类型设定对话框，，选择分析模块为Structural结构分析，单击OK按钮。 创建单元类型 拾取菜单 Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete… →Add… 弹出如图2所示的对话框，左侧列表中选择“Structural Solid”，在右侧列表中选择“Quad 4 node 42” ，单击Apply按钮；再在右侧列表中选择“Brick 8 node 45”，单击OK按钮，(back to Element Types window) ，单击Close按钮，关闭对话框。 图2 定义单元对话框 定义材料性能参数 1）拾取菜单Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models ，出现Define Material Model Behavior 对话框。 2）在Material Model Availabley一栏中双击 Structural →Linear →Elastic →Isotropic ，在如图3所示对话框中输入EX:2e11, PRXY:0.3 ，单击OK按钮，关闭对话框。 图3 定义材料参数 生成几何模型 创建正六边形面 拾取菜单 Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Polygon →Hexagon。弹出如图4所示窗口。WPX:0，WPY:0，Radius：0.01，单击OK按钮，关闭对话框。形成如图5所示的六边形面。 图4 定义正六边形面参数 图5 正六边形面 改变视点 拾取菜单Utility Menu: PlotCtrls →Pan Zoom Rotate，在弹出的对话框中依次单击“Iso”、“Fit”按钮。视图如图6所示。 图6 改变视点后的正六边形面 显示关键点、线号 拾取菜单Utility Menu: PlotCtrls →Numbering，弹出如图7所示的对话框，打开关键点号，线号，单击OK按钮，关闭对话框。 图7 显示关键点 创建关键点 拾取菜单 Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS命令，弹出如图8所示对话框。 图8 创建关键点 在NPT Keypoint number文本框中输入7，在X，Y，Z Location in active CS文本框中分别输入0,0,0，单击Apply；在NPT Keypoint number文本框中输入8，在X，Y，Z Location in active CS文本框中分别输入0,0,0.05，单击Apply；在NPT Keypoint number文本框中输入9，在X，Y，Z Location in active CS文本框中分别输入0,0.1,0.05。单击OK按钮，关闭对话框。 创建直线 拾取菜单 Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create→Lines→Lines→Straight Line→In Active CS，在图形界面中分别拾取编号为7、8和8、9的点生成一条线段，单击OK按钮，关闭对话框。 创建圆角 拾取菜单 Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create→Lines→Lines Fillet。分别拾取直线7、8，单击OK按钮，弹出如图9所示对话框