1、扳手的受力分析靜力學問題的求解實例一例第8本例提示進行空間問題靜力學分析的方法、步驟和過程。介紹了利用ANSYS問題描述，橫截面為外接圓半徑所示為內六角螺栓扳手，其軸線形狀和尺寸見圖8<lb圖8-la 600 N, 計算扳手擰緊時的應力分布。為10 mm的正六邊形，擰緊力F為b)撅孑圖8-1a)8分析步驟改變工作名”在"/FILNAM所示的對話框 Change JobnameUtility Menu 抬取菜單f FilQ彈出圖 8-2 Ok" 按鈕。文本框中輸入EXAMPLES .單擊“過濾界Iftf"項，單PreferencesStructurak彈出圖8

2、3所示的對話框選中“f抬取菜單Main Menu改變工作名對話根圖82按鈕-” Ok擊過濾界面對話框圖8-3創建單元類型-*TypePreprocessorElement拾取菜單MainMenuf "按鈕：所示的對話框，單擊彈出圖 8-4AdclAdd/Edit/Delete.所示的對話框，在左側列農中選"Structural Solid"彈出圖85按鈕：再” 單擊"42", Apply在右側列衣中選"Quad4node按鈕；單擊圖” Brick Snode 45",單擊"Ok在右側列衣中選“"按鈕。CI

3、osq84所示的對話框 的“定義材料特性文本框中輸入（泊86關閉圖單元類型對話8-4圖-*PropsPreprocessor-*Material Menu拾取菜單Main 所示的對話框，在右側列衣中依次。彈出 圖 Material Model58-6* 彈出圖” "Elastic"、Isotropic ""Structural 雙擊 “ Linear”、，2ellEX*' 文本框中輸入（彈性模量）8-7所示的對話框，在“按鈕，然后，單擊 松比）Ok” PRXY在“所示的對話框。創建正六邊形而單元類型庫對話松85圖林料橫型對話框圖8-6林料特性對話

4、框8-7圖彈出。Polygon-*HexagonModeling-*Create-*Areasf 拾取菜單 Main Menu-*Preprocessorf 和，單 xtf 0"文本框中分別輸入0、“WPY”和“Radius圖8-8所示的拾取窗口，在“WPX”按鈕。” Ok改變視點在彈出的Pan Zoom RotatePlotCtrlsf拾取菜單Utility Menu-* ”按鈕。"Fit對話框中，依次單 擊“Iso"、顯示關鍵點、線號O在彈出對話框NumberingPlotCtrls抬取菜單Utility Menu-*按鈕。中，將關鍵點號和線號打 開，單擊&q

5、uot;Ok” 創建關鍵點f fCreatQfp"proc«sorf Modeling 拾取菜單 MainIVlQnu” 文本 所示的對話框，在“NPTIn Active CS。彈出圖S-SKeypoints按“Apply”憶”文本框中分別輸入 0,0,0.單擊，框中輸入7在“X,Y, 0,0,”文本框中分別輸入文本框中輸入8,在“XMZ “鈕；在 NPT"文本XMZNPT”文本框中輸入9,在“按鈕：在“單擊“Apply”Ok”按鈕。框中分別輸入5，單擊“拾取窗口 88圖創建關鍵點的對話框8-9圖創建直線拾収菜單 Main Menu-Preprocessor-*

6、Modeling-* Create-* Lines-* Lines-* Straight Line.彈出 按 鈕。”Ok,創建兩條直線，單擊“9和8、8和7拾取窗口，分別拾取關鍵點-惻角對話框圖8-10惻角對話框圖8-10創建圓角O 彈出拾収窗f iPyprocessorModeiing-*Create-*Lines-*Line FilletMain 拾取菜單 Menu創建圓角O 彈出拾収窗f iPyprocessorModeiing-*Create-*Lines-*Line FilletMain 拾取菜單 Menu單元尺寸對話框842圖劃分單元工具對話框圖841、8,單擊“Ok”按鈕，彈出圖

7、8-10所示的對話框.在“RAD”文本框中口，分別拾取氏線7 輸入，單擊“Ok”按鈕。創建直線拾取菜單 Main MenuPrep rocessorModelingCreate-* LinesLines-Straight Line-彈出 按 鈕。”Ok,單擊“4和1抬取窗口，分別抬取關鍵點.將六邊形面劃分成兩部分拾取菜單 Main Menu-* Pre processorf Modelingf Op erate-* Booleans-* Divide-* Area byLina彈出拾取窗口，拾取六邊形而，單擊“Ok”按鈕：再次彈出拾取窗口，抬戰上-步在關 鍵點1和4間創建的直線，單擊“Ok”按

8、鈕。劃分單元拾取菜單 Main MenuPreprocessorMeshing-*MeshToola 彈出圖 8-11 所示的對話框* 單擊"Size Controls"區域中“Lines”后“Set”按鈕，彈出拾取窗口，拾取直線2、3, 4.單擊“Ok"按 鈕，彈出圖8-12所示的對話框，在“NDIr文本框中輸入3,單擊“Apply”按鈕；再次彈出拾 取窗口，拾取宜線7、9、8.單擊“Ok”按鈕，刪除“NDIV”文本框中的3,在“SIZE”文本框 中輸入，單擊“Ok"按鈕。在“Mesh”區域，選擇單元形狀為“Qgd”（四邊形），選擇劃分單元的方法為“M

9、apped”（映 射人單擊“Mesh”按鈕，彈出拾取窗口，拾取六邊形面的兩部分，單擊“Ok”按鈕。顯示道線拾取菜單 Utility Menu-*Plot-*Lineso由面沿應線擠出體拾取菜單 Main Menu-*Preprocessorf ModelingOperateExtrudef AreasAlong Lines。彈出抬 取窗口，拾取六邊形面的兩部分，單擊“Ok”按鈕：再次彈出拾取窗口，依次拾取自線7、9、 8.單擊“Ok”按鈕。淸除面單元拾取菜單 Main MenuPreprocessorMeshing-*ClearAreaSc 彈出拾取窗口，拾取 z=0 的兩個 平面，單擊“Ok

10、”按鈕。面單元模擬若一個平面結構，如果不清除掉的話，分析模型實際是有兩個結構。顯示單元-Elements-* Plot Utility Menu 拾取菜單.施加約束，面上施加約束對話権圖8-13On -*Displacement-*Structural-*Define LoadsApply*-*拾取菜單 Main MenuSolution 所示的對 話框，按鈕，彈出圖8；13。彈出抬取窗口抬取2=0的兩個平面，單擊"Ok" Areas按鈕。All OOF",單擊"Ok"在列農中選擇" 施加載荷 On f f StHJCturalFor

11、ce/MomentSolutionMain MenuDefine Loads-*Apply拾収菜單8-14 Ok"'按鈕，彈出圖Keypoints彈出抬取窗口 拾取扳手 長臂端面的六個頂點，單擊在關鍵點施加力載倚對話框圖8-14Ok”按鈕。”文本框中輸入FX所示的對話框，選擇“Lab”為“”，在“VALUE100.單擊二 求解一Menu取拾菜單Main。單f Currant LSSolveSolution- W示變形對話椎 8-15 圖"捉示時求解 按鈕。出現Solution isdone!Ok 擊"Solve Current Load Step* 對話框

12、的""結 束，即可查看結果了0査看結果，顯示變形所示8-15-Deformed Shapes彈出圖Plot ResultsMain Menu 拾収菜單f General Postproc-*扱手的變形816圖Def+undefedge"（變形+未變形的模型邊界）的對話框選中“ 單擊“Ok”按 鈕。結果如圖所示Q 8-16.査看結果.用等高線顯示Von Mises應力州等為線顯示節點錯果對話框圖8-17應力 扱孑的Von Mises圖8-18-*General Post proc-* Plot Results-* Contour P lot-* Main Menu

13、拾取菜單 Nodal Solu。彈出圖 8-17 所 示的對話框，在列衣中依次選擇"Nodal SolutionfStrQSS Von Mises SEQV" (VonMises?l?222 o ,式中0 kO ?o ?o ? 0 o ?o o、應力即第四強度理論的當量應力，213站32.按鈕。，單擊“Ok”為主應力）和039 Pa- IW 149 MPa結果如圖8J8所示，可以看Von Mises 應力的最大值為X10= 偏移工作平面到關鍵點。彈出拾取窗口，拾取扳手圓角f NodesUtility Menu拾収菜單f WorkPlane-Offset WP to按鈕q 1

14、59.單擊"Ok"內側中間的節點iihi Avr VM*! GfelkiTlA* Bm,結果圖形類型對話框819圖 tj g 0d11Av* Ltr1HI gZirrJU !iiiLo ftmiahWm釧m 1人伸1X 1切片820圖選擇結果圖形類型，作切片圖所示的對話框 8-19 彈Hi圖。Hidden Line OptionsStylRfPlotCtrlsUtility Menu 拾取菜單. 選擇"/TYPE Type of Plot"為"Section".選擇 “/CPLANE"為 “Working plan©

15、;” 單擊 “Ok” 按鈕。 圖8-20即為工作平面所在位置模型的切片圖。利用步驟顯示的結果圖形是模型外衣面各點的結 果，利用切片圖可以顯示模型內部各點的結果。保存結果拾収菜單utility Menu-*File-*Save as ANSYS沒有UNDO （撤消）功能，在做一些可能出現錯謀 的操作時，最好先保存下數據庫文件，以備需要時可以恢復原來的數據庫。本文為了保證敘述 的連貫，僅僅在分析過程的最后進行了保存操作，讀者可不局限于此。命令流：/CLEAR/FILNAME, EXAMPLE8 /PREP7ET；1,PLANE42ET；2,SOLID45Mf>EXJ,2EllMRPRXyi,RPR4, 6, 0, 0,K"O0LSTR,7,8LSTR,8,9LFILIX 7, 8,LSTR4,4ASBL, 1,10LESIZE,23LESIZE3/3LESIZE,43LESIZE7,LESIZE,8,LESIZE,9>MSHAPE.OMS