基于ANSYS Workbench的内六角扳手静力学分析 关键词:Solidworks DesignModeler(DM) ANSYS Workbench Mechanical 静力学分析 1、问题描述 一个内六角扳手(Allen wrench)施加100N的扭转载荷,相同位置的上部同时施加20N向下的压力,确定在两个载荷同时作用下扳手的强度。 2、模型及尺寸 模型及相关数据如下:
3、具体步骤 采用Solidworks作为几何模型的生成器,使用DM(DesignModeler)作为几何编辑器(便于施加载荷),通过控制,生成六面体扫略网格。 1)基于Solidworks生成几何模型 A. 启动SW B. 创建草图 在YZ平面上生成草图1: 在XZ平面上生成草图2: C. 生成扫略特征 基于草图1和2,通过扫略特征,生成内六角扳手的几何实体: D. 保存文件并导入Workbench中 生成三维模型后,保存为wrench.SLDPRT; 通过如下菜单导入Workbench中。 启动Workbench后,启动DM进行模型的编辑。 2)使用DM进行模型编辑并进行几何拓扑共享 进入DM中,生成新的工作平面,作为切割平面,该平面距离手柄尾端50mm: 利用切割平面,分割实体,并设置两个实体间的拓扑共享: 3)创建静力学分析 4)材料定义 进入Engineering Data,定义新材料,命名为wrench,定义杨氏模量为207GPa。 5)网格控制 设置不同的线上单元的数量,并指定一个六边形端面上的映射控制 生成网格如下: 6)施加载荷与约束 在作用柄上的端面上施加固定约束,手柄分割部分两个面上施加水平方向100N扭力,另一个面上施加向下的压力20N。 7)求解及结果查看 求解完成后,插入应力结果(Von-Mises)。 结果查看: 可见,最大应力发生在作用柄的圆角过度处,最大应力为210MPa。 8)保存并退出 |
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