车辆结构有限元分析：概念建模

启动ANSYS Workbench，双击Static Structural（ANSYS），建立一个静力学分析流程，如图4-105所示。

保存当前工作项目。选择主菜单File﹥Save As，输入文件名Plate-hole，单击保存按钮。

用鼠标左键双击A3—Geometry，启动DM（Design Modeler）。在弹出的对话框中设置长度单位为“Millimeter”（毫米），单击OK按钮确认，如图4-106所示。

启动后的DM（Design Modeler）界面如图4-107所示。选择XYPlane，单击工具栏中的Look At Face/Plane/Sketch图标。

图4-105 建立静力学分析流程

图4-106 设置长度单位

图4-107 启动后的DM（Design Modeler）

单击工具栏上的New Sketch图标，建立一个新的草图。选择Sketch1，单击Sketc-hing转换按钮。

接下来在草图模式绘制带孔圆板的平面草图，具体尺寸如图4-108所示。

将视图切换到模型视图，单击Modeling。在主菜单单击Concept﹥Surfaces From Sketches，建立概念模型，如图4-109所示。

如图4-110所示，在模型树中用鼠标左键单击SurfaceSk1，在细节视图单击Apply按钮。在细节视图Thickness中输入厚度为5mm。

用鼠标右键单击SurfaceSk1，在弹出菜单选择Generate，生成带孔的平面。在主菜单单击旋转视图按钮，旋转当前视图到合适角度。单击主菜单View﹥Cross Section Solids，显示带厚度的平面板，如图4-111所示。

双击图4-105所示的A4—Model，启动ANSYS Workbench-Mechanic，如图4-112所示。

图4-108 带孔平板的草图绘制

图4-109 从草图建立面

图4-110 带孔平面模型的定义

(www.xing528.com)

图4-111 带孔板的三维视图

图4-112 ANSYS Workbench-Mechanic

用鼠标右键单击Stactic Structural（A5），在弹出菜单选择Insert﹥Fixed Support。在工具栏选择鼠标过滤器—边，用鼠标左键单击平板左侧边，在细节栏单击Apply按钮，在图形区出现约束图标，如图4-113所示。

图4-113 定义约束

用鼠标右键单击Static Structural（A5），在弹出菜单中选择Insert﹥Force。在工具栏选择鼠标过滤器—边，用鼠标左键单击平板右侧边，在细节栏单击Apply按钮，如图4-114所示，在Magnitude栏右侧文本框输入1，表示力的大小为1N。

图4-114 施加力

用鼠标左键单击Direction右侧文本框，调整力的方向，单击平面板的长边，使力的方向与长边平行，单击Apply按钮，力的方向如图4-115所示。

图4-115 调整力的方向

用鼠标右键单击项目树中的Solution（A6），在弹出菜单中选择Insert﹥Stress﹥Equivalent（Von Mises），插入等效应力分析结果。

单击工具栏上的求解按钮，求解自动完成。

用鼠标左键单击项目树中的Solution（A6）下面的Equivalent Stress，显示应力分析结果，如图4-116所示。

结果分析。根据平面应力的计算公式，名义应力为

应力

考虑带孔部位的应力集中，则危险部位的应力为

应力_zl=3×0.006667≈0.002MPa

计算结果与图4-116中最大应力的结果比较，能够很好地吻合。

图4-116 应力分析结果