有限元大作业实例.docx

1 目 录 摘要 2 第 1 章 前言 3 第 2 章 基于ansys的凸缘联轴器的有限元分析 4 1.1建立模型 4 1.2定义边界条件并求解 7 第 3 章 有限元计算结果分析 13 第 3 章 结语 14 参考文献 15 2 摘要 摘要： 采用有限元分析软件ANSYS10.0, 对凸缘联轴器的受力情况作了静态的受力 分析。通过分析和计算，得出凸缘联轴器的应力和应变的分布情况，为凸缘联轴器的结构 设计提供了理论依据，同时也展示了有限元分析应用于工程设计应力计算的方法，有一定 的工程实用价值。为实际应用及今后进一步分析打下了良好的基础。 关键词： 联轴器；应变分布图；应力分布图； 有限元分析； ANSYS10.0 有哪些信誉好的足球投注网站 下 载 高 清 无 水 印 3 第1章前言 随着科学技术的发展，各种机械产品在现代化生产中的应用不断扩大，机械设备和 构件的种类不断增加，对其性能的要求也越来越高。为了提高机械装置的效能和可靠性，保 证机械的零部件，尤其是联轴器，具有高品质是十分重要的。 从目前的资料来看，对凸缘联轴器的研究一般均采用数值公式计算的方法，这种方 法对求解复杂条件的问题有些困难，而且精确度低。现采用有限元方法，借助有限元分 析软件ANSYS 对凸缘联轴器在各种尺寸参数下所受的接触应力值进行了计算和分析，得 到了接触应力受尺寸参数影响的变化规律，具有一定工程应用价值。 4 第 2 章 基 于ansys的凸缘联轴器的有限元分析 ANSYS10.0 将有限元分析和计算机图形学以及优化设计等技术有机地结合在一起， 在现代工程中的应用日益广泛，给现代工程人员的设计制造带来了极大的方便[1]。本文 所使用的凸缘联轴器是利用绞制孔用螺栓来实现两轴对中。它的优点是结构简单、成 本低、可传递较大的扭矩，其缺点是所对联两轴之间有相对位移，易引起附加载荷，使工 作情况恶化，对两轴安装精度要求较高，不能缓冲减振。对于振动很小的工况条件和中 高速、刚性不大的两轴，还是很实用的。由于它的机构和载荷的复杂性，以往的设计都 只是根据经验来确定它的参数和结构优化。鉴于此，建立有限元分析它的受力情况，以 改善它的结构和性能是必要的。 1.1 建立模型 由于联轴器本身结构的对称性，只需对半联轴器进行有限元的分析[2],因此，首直接 在ANSYS 中建立好凸缘半联轴器的三维模型，它的尺寸分别为：外大圆直径D=280 mm,轴 孔的直径d=80 mm,联轴器的总长度L=172 mm,螺栓的直径=30 mm。 选择联轴器的三维 模型的分析类型为静力分析。 1.1.1 定义单元类型 如图1-1。在进行有限元分析时，首先应根据分析问题的几何结构、分析类型和所 分析的问题精度要求等，选定适合具体分析的单元类型。本文选择十节点四面体实体 结构单元Tet 10Node 92。它可用于计算三维问题。 5 Library of Element Types Only structural element types are shown Library of Element Types Element type reference number 0KApply 0K Structural Mass Link Beam Pipe Solid Shell Solid-Shell Constraint Hyperelastic Quad 4node 42 4node 182 8node 183 8node 82 Triangle 6node 2 Axi-har 4node 25 8node 83 10node 92 2 HelpCancel Help 图1- 1 1.1.2定义实常数 十节点四面体实体结构单元Tet 10Node 92不需要设置实常数。 有哪些信誉好的足球投注网站 有哪些信誉好的足球投注网站 考虑惯性力的静力学分析中必须定义材料的弹性模量和密度。选择它的单值为水印 mm-kg-s,最后再选择凸缘联轴器的材料，在ANSYS10.0 中定义一号材料，它的弹性模量 为206 GPa,它的泊松比为0.3。在分析过程中，假定材料是线弹性的，即认为材料不出现 屈服。如图1-2。 6 Define Define laterial lodel Behavior Material Edit avorits Halp Haterial Hodels Defined teris ods Mmber l Structural Linear Elast