有限元大作業(yè)設(shè)計題目:單車的設(shè)計及ansys有限元分析專業(yè)班級:姓 名:學(xué) 號:指導(dǎo)老師:完成日期:單車的設(shè)計及ansys模擬分析一、單車實(shí)體設(shè)計與建模1、總體設(shè)計單車的總體設(shè)計三維圖如下，采用pro-e進(jìn)行實(shí)體建模。在建模時修改proe默認(rèn)單位為國際主單位(米千克秒mks)Proe》文件》屬性》修改2、車架車架是構(gòu)成單車的基體，聯(lián)接著單車的其余各個部件并承受騎者的體重及單車在行駛時二、單車有限元模型1、材料的選擇單車的車身選用鋁合金（6061-T6）T6標(biāo)志表示經(jīng)過熱處理、時效。其屬性如下：彈性模量：6.90E 0N/m）泊松比：質(zhì)量密度：2.70E3N/m）抗剪模量：2.60E0N/m）屈服強(qiáng)度：2.75E8N/m）2、單車模型的簡化的時候主要對車架進(jìn)行分析。簡化后的車架如下圖所示。3、單元體的選擇（soli3D用結(jié)構(gòu)實(shí)體單元有下表。Solid45Solid64Solid65Solid92Solid95

說明8大應(yīng)變功能，其高階單元是solid95用于模擬三維各向異性的實(shí)體結(jié)構(gòu)。單元由8個節(jié)點(diǎn)定義，本單元具有大變形、大應(yīng)變功能用于模擬三維有鋼筋或無鋼筋的混凝土模型單元可應(yīng)用與加筋復(fù)合材料（如玻璃纖維）及地質(zhì)材料（如巖石）等。具有二次位移特性，非常適合模擬不規(guī)則模型（例如由各種CAD/CAM系統(tǒng)產(chǎn)生的網(wǎng)格模型能。Solid45、solid185單元Solid147磚形單元，最多支持階數(shù)為8的項式Solid148四面體單元，最多支持階數(shù)為8的多項式Solid185用于建立三維實(shí)體結(jié)構(gòu)模型。單元有8個節(jié)點(diǎn)定義，其高階單元是solid95Solid186用于建立三維實(shí)體結(jié)構(gòu)模型。單元有20節(jié)點(diǎn)定義的結(jié)構(gòu)實(shí)體單元Solid187高階三維10節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元。適用于產(chǎn)生不規(guī)則網(wǎng)格模型，solid92是它的類似單元根據(jù)上表各單元結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)初步選擇單元solid454、網(wǎng)格的劃分1)建模使用proe，導(dǎo)出為IGES,再將IGES格式的車架導(dǎo)入ansys中file?import?IGES?找到格式為IGES的車架文件，文件導(dǎo)入后如下圖。選擇單元體MainMenu?Preprocessor?ElementType?Add/Edit/Delete?Add定義車架材料的屬性MainMenu?Preprocessor?MaterialProps?Material按照下圖給車架定義材料屬性）定義材料的彈性模量：6.90E0N/m、泊松比：定義材料的質(zhì)量密度：2.70E3N/m）畫分網(wǎng)格MainMenu?Preprocessor?Meshing?Mesh10?點(diǎn)Mesh?pickall（自動生成網(wǎng)格如下圖所示）三、單車靜強(qiáng)度分析1)導(dǎo)入已畫分好的模型網(wǎng)格進(jìn)行菜單過濾MainMenu?Preferences?彈出的對話框中勾選Structural?點(diǎn)OK定義分析類型MainMenu?Solution?AnalysisType?NewAnalysis?勾選Static?點(diǎn)OK定義求解控制菜單MainMenu?Solution?AnalysisControlsCalculateprestresseffects?OK施加約束MainMenu?Solution?DefineLoads?Apply?Structural?Displacement?On下邊的橫桿?點(diǎn)OK?彈出的對話框中選擇AllDOF?OK施加載荷600N1800N。選擇MainMenu?Solution?DefineLoads?Apply?Structural?Pressure?OnAreas?選擇上邊的橫梁?點(diǎn)OK?彈出的對話框中在VALUELoadPRESvalue1800?OK完成打開輸出設(shè)置菜并設(shè)置參數(shù)MainMenu?Solution?LoadStepOpts?OutputCtrls?SoluEverysubstep?OK計算選擇MainMenu?Solution?Solve?CurrentLS?彈出的對話框如下，點(diǎn)OK繼續(xù)接著會彈出提示的對話框，點(diǎn)Yes，然后系統(tǒng)開始運(yùn)算。當(dāng)提示出現(xiàn)Solutionisdone對話框表示運(yùn)算完成，點(diǎn)Close。a、查看應(yīng)變結(jié)果MainMenu?GeneralPostproc?PlotResults?ContourPlot?Nodal

出對話框中（如下圖）選擇NodalSolution?在Undisplacedshapekey中選擇Deformedshapewithundeformedmodel(方便區(qū)分變形前后的對比)?分別查看X、Y、Z和總的應(yīng)變圖XYZ方向的變形圖總的變形圖b、等效應(yīng)力的結(jié)果MainMenu?GeneralPostproc?PlotResults?ContourPlot?Nodal

出對話框中（如下圖）選擇NodalSolution?Stress?vonMisesUndisplacedshapekeyDeformedshapeonly結(jié)論通過以上分析，可得出以下結(jié)論：1）在ANSYS情況，對于有應(yīng)力集中的地方，可通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)來調(diào)整。2）自行車結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是減少應(yīng)力集中的區(qū)域二是盡量采用三角形這一穩(wěn)