本篇文章接着前面一篇《基于ANSYS经典界面的曲柄滑块机构的仿真(上)》,主要说明建模,仿真的过程。
1. 进入到ANSYS APDL 14.5
2.定义参数
在命令栏中输入下列语句,目的是为后面节点的位置及时间设置提供参数
PI=3.1415926
R=0.25
L=0.62
E=0.2
OMGAI=30
T=60/OMGAI
F10=ASIN(E/(R+L))
AX=0
AY=0
BX=R*COS(F10)
BY=R*SIN(F10)
CX=(R+L)*COS(F10)
CY=-E
3.定义单元类型
(1)定义铰链单元
设置该单元的属性--为转动副
进一步设置其转轴的方向---是Z轴方向
(2)定义梁单元
则最后得到两种单元类型
4.定义材料属性
(1)对铰链单元定义材料属性:刚度,阻尼,及摩擦
对这三个矩阵中的所有元素都设置为零。即刚度,阻尼,摩擦均为零。
(2)定义梁单元的弹性模量为2e11,泊松比为0.3,密度为1e-14.
这里给一个很小的密度,意思是忽略其重量。而弹性模量和泊松比则给定的是钢材的弹性常数。
5.定义截面属性
(1)定义铰链单元的截面属性
首先创建一个局部坐标系,以定义节点坐标系的方向
即在原点创建一个局部坐标系,其方向与全局坐标系方向一致.其代号是11.
然后创建铰链单元的截面属性
在弹出的对话框中设置如下
即定义该铰链的两个节点坐标系均为前面指定的局部坐标系11.
(2)对于梁单元定义截面属性。这里定义一个实心的矩形截面,其边长为20mm。
6.创建有限元模型
(1)创建四个节点
在A点处创建1个节点,B点处创建两个节点,C点处创建一个节点。
创建完毕后如下图所示
此时,2,3号节点的空间位置是重合的。
(2) 创建单元
(2.1)创建1个铰链单元
设置单元属性
在2-3节点之间创建铰链单元
(2.2)创建两个连杆单元
设置连杆单元属性
连接1-2,3-4节点,创建两个连杆单元。
7.设定边界条件
选择1号节点,使得它只有ROTZ自由度。
选择4号节点,使得它可以有UY,ROTZ两个自由度。
设置完毕后结果如下图
8.设置分析类型及条件
设置分析类型为瞬态动力学分析
设置分析选项
即打开大变形开关,指定计算结束时间为T,关闭自动时间步长,设置载荷步步长为T/25.并输出每个载荷子步的结果。
并设置载荷为斜坡载荷
设置非线性计算的收敛值
按上述按钮,在弹出的对话框中设置如下
给1号节点一个强制角位移,即曲柄旋转一周。
9.开始计算
则计算过程如下