建立分析模型的方法与步骤

分析条件：活塞顶部受到2500K、9MPa高温气体作用，在复返1千万次运行的疲劳安全系数。活塞为Al6061合金铝，抗拉强度为290MPa，屈服强度为240MPa，疲劳强度为95MPa，热传导为167W/m°C。

1.简化模型并分配材料

（1）打开模型元件2.prt，在模型树中删除镜像特征，最终效果如图11.27所示；

注意

简化模型时，不影响分析结构的特征简化掉，尽量不能出现锐角等难以进行网格化的结构缺陷，否则容易产生分析错误。如果出现不可避免锐角，可采用倒圆角工具使其圆滑过度。简化后的模型，尽量结构简单，以减少分析中产生的错误和降低计算分析时间。

（2）选择菜单栏中的【应用程序（P）】→【Mechanica（M）】命令，系统弹出“Mechanica模型设置”对话框，在【模型类型】下拉列表框中选择“Structure”选项，单击【确定】按钮，进入结构分析平台。

（3）单击“Mechanica对象”工具栏上的【材料分配】工具按钮，或选择菜单栏中的【属性（R）】→【材料分配（A）】命令，系统弹出“材料指定”对话框，单击【属性】选项组中【Material】选项组中【更多】按钮，系统弹出“材料”对话框。

（4）选中“AL6061.mtl”材料选项，使其高亮显示，选择菜单栏中的【编辑】→【属性】命令，系统弹出“材料定义”对话框，如图11.28所示。

（5）在【拉伸屈服应力】文本框中键入240，选中其后下拉列表框中的“MPa”选项，在【抗张极限应力】文本框中键入290，选中其后下拉列表框中的“MPa”选项。

（6）选择【失效准则】下拉列表框中的“最大剪切应力（Tresca）”选项，【疲劳】下拉列表框中的“统一材料法则（UML）”选项，选中其下的【材料类型】下拉列表框中的“铝合金”选项，【表面光洁度】下拉列表框中的“已上光”选项，在【失效强度衰减因子】文本框中键入2。

（7）其他选项为系统默认值，单击【保存到库】按钮，将其设置保存在库中。

（8）双击【库中的材料】列表框中的“AL6061.mtl”材料，使其添加到右侧【模型中的材料】列表框中，单击【确定】按钮，返回“材料指定”对话框，完成模型材料的分配。

2.定义约束

（1）单击“Mechanica对象”工具栏上的【位移约束】工具按钮，或选择菜单栏中的【插入（I）】→【位移约束（I）】命令，系统弹出“销钉约束”对话框，如图11.29所示。

图11.27 简化后的模型

图11.28 “材料定义”对话框

（2）单击【参照】列表框中的空白，在3D模型中选择孔内表面，如图11.30所示，选中【角度约束】选项组中的【自由】按钮和【轴约束】选项组中【固定】按钮。

图11.29 销钉约束(www.xing528.com)

图11.30 约束曲面

（3）其他选项为默认值，单击【确定】按钮，完成销钉约束的创建。

（4）单击“Mechanica对象”工具栏上的【对称束】工具按钮，或选择菜单栏中的【插入（I）】→【对称约束（Y）】命令，系统弹出“销钉约束”对话框，如图11.31所示。

（5）单击【参照】列表框中的空白，在3D模型中选择对称平面，如图11.32所示。

图11.31 “对称约束”对话框

图11.32 约束曲面

（6）使用同样的方法，对齐另一对称面添加对称约束，其他选项为默认值，单击【确定】按钮，完成对称约束的创建。

3.创建载荷

（1）单击“Mechanica对象”工具栏上的【压力载荷】工具按钮，或选择菜单栏中的【插入（I）】→【压力载荷（L）】命令，系统弹出“压力载荷”对话框，如图11.33所示。

（2）选择【参照】下拉列表框中“Surfaces”选项，在3D模型中选择活塞上表面，如图11.34所示。

（3）在【压力】选项组中【Value】文本框中键入9，选择其后下拉列表框中“Mpa“单位选项。

（4）其他选项为默认值，单击【确定】按钮，完成压力载荷的定义。

图11.33 “压力载荷”对话框

图11.34 压力载荷施加面