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1、作业4.1线性结构分析,作业 4.1 目标,作业4 是一个叶轮式泵，它是一个由5部分组成的组件。目标是组件在皮带上受一个100N的预紧力时，分析测试：负载下，叶轮不会发生超过0.075mm的偏离使用塑料泵壳时，在安装孔周围不会超过材料的弹性极限,作业 4.1 假设,假设泵壳相对其它部件是刚性的。为了模拟它，需要在安装面上施加一个无摩擦约束。类似的，无摩擦接触用来模拟螺栓和安装孔间的接触。（注意如果想在安装孔处获得精确的应力，最好选择compression only（只承受压缩）约束。）最后，用一个轴承载荷力（X=100 N）模拟传动带产生的力。轴承载荷均匀分布在与皮带接触的滑轮面。,作业 4.
2、1 Project Schematic,打开 Project 页.在 Units菜单确定：项目单位设为Metric(kg,mm,s,C,mA,mV)选择Display Values in Project Units,.作业 4.1-Project Schematic,从 Toolbox 中插入一个Static Structural系统到 Project Schematic在 Geometry 上点击鼠标右键选择 Import Geometry Browse。导入文件 Pump_assy3.x_t。双击Model启动 Mechanical application,1.,2.,3.,作业 4.1
3、前处理,设置作业单位制系统：Units Metric(mm,kg,N,s,mV,mA)把Engineering Data添加到Polyethylene（返回到 Workbench窗口）：双击 Engineering Data选择General Materials，点击Polyethylene附近的“+”图标返回到 Project页,4.,b.,c.,a.,作业 4.1 前处理,刷新 Model 模块：RMB（点击鼠标右键选择）Refresh.返回到 Mechanical 窗口该表泵壳上的材料（Part 1）：在geometry下选中Part 1在Details of Part 1中把材料设为P
4、olyethylene,6a.,7a.,7b.,.作业 4.1 前处理,改变前面4个接触区域的接触行为（下面所示）：按住shift键选中前面4个接触从Details of multiple selection中改变接触类型为 no separation余下接触仍为bonded,a.,b.,作业 4.1 环境,在滑轮上施加一个轴承载荷：选中Static Structural选中滑轮的沟面RMB（点击鼠标右键选择）Insert Bearing Load”.从 Details of bearing load窗口中给X Components赋一 100 N的力,a.,b.,c.,.作业 4.1 环境,
5、给组件施加约束：选中泵壳（part 1）的装配面RMB（点击鼠标右键选择）Insert Frictionless Support”.,a.,b.,.作业 4.1 环境,现在，给装配孔的螺丝孔部分施加无摩擦约束（如图示）。每个需要的面需要通过按住CTRL 键来一一选择，但是也可以使用DS提供的宏文件（同过指定大小选择）来选择需要的面。在选择了一个初始面后，运行宏文件选择同样大小的面。注意，宏文件同样适用于边和体的选择。,.作业 4.1 环境,选择螺丝孔面（使用指定大小选择的宏文件）：选中其中任意一个螺丝孔面 通过Tools Run Macro.选择：浏览选择文件 selectBySize.js点
6、击Open,a.,b.,C:Program FilesANSYSIncv120AISOLDesignSpaceDSPagesmacros,.作业 4.1 环境,约束螺丝孔面：通过上下文菜单点击Supports选择 Frictionless Support，或RMB（点击鼠标右键选择）Insert Frictionless Support,.作业 4.1 求解,选中Analysis Settings并在 details of Analysis Settings 窗口中把Weak Springs由Program Controlled改为Off注：由于无摩擦约束没有绑到接触上，因此 Workbenc
7、h-Mechanical 将在求解中选择使用weak springs。如果知道模型是完全约束的，就可以关掉这个功能。在关掉weak springs之前确定没有刚体位移。否则将导致求解不收敛。求解模型：在工具栏中选择solve，或则在Solution上点击鼠标右键选择Solve。,14.,13.,作业 4.1 后处理,把结果添加到solution中：选中 solution 从上下文菜单中选择Stresses Equivalent(von-Mises)，或则RMB（点击鼠标右键选择）Insert Stress Equivalent(von-Mises)重复以上步骤，选择Deformation To
8、tal Deformation 再次求解 注：添加结果并重新求解不会导致完成的求解。结果将保存在数据库，而且重新求解的结果通过更新即可。,.作业 4.1 后处理,尽管整体图形可以作为可靠的检查来验证载荷，但是却不够理想。因为模型的很多部分受到的影响很小。为了提高结果的质量，需要查看单个部分的结果。,.作业 4.1 后处理,查看单个实体或面的结果：选中Solution并选择实体选择模式。选择叶轮（part 2）RMB（点击鼠标右键选择）Insert Stress equivalent(von-Mises)注意新结果细节显示的是所查看实体的结果.重复上面的过程，并插入叶轮的Total Deformation（整体变形）结果。重复上面的过程，查看泵壳（part 1）的应力和整体变形结果。,a.,b.,c.,.作业 4.1 后处理,重命名新结果：在 result上点击鼠标右键选择Rename 如图所示重命名结果，简化后处理 求解,a.,b.,.作业 4.1 后处理,通过检查叶轮的变形可以确定已达到其中一个目标：最大的变形接近0.024mm（目标值小于 0.075mm）。,通过泵壳的整体应力图知，其应力水平低于材料的弹性极限（抗拉强度为25 MPa）。同样可以查看感兴趣区域的结果图。,.作业 4.1 后处理,
