轴扭转工况静力学分析.doc

摘要:本文是针对轴扭转在设定工况下的静力学分析。众所周知轴类零件是非常重要且被广泛采用的机械零件。其中大多数机械是使用轴类零件来传递动力，然而轴受到扭转作用时发生的变形通常会对机器的性能和工作精度产生不同程度的负面影响，因而在设计过程中对于要求具有较大扭转刚度的轴，其相应的力学性能要求显得更高。因此通常对此类轴的设计过程来说进行扭转进行分析是不可或缺的。本文先通过利用静力学理论知识对两种只有材料不同而外形与受力完全相同的轴的其中一个进行分析计算并得出结果，然后再利用ANSYS软件对这两个材料完全不同的轴分别进行具体分析。得到两者节点位移数据及两者的应力分布图。并且将其中一个通过静力学方法计算得到的结果与在ANSYS软件中分析的结果进行对比以达到验证所得结果是否正确性的目的，根据分析结果的对比得出何种材料为定义工况下较为优秀的结论。最后将其中一个轴进行简单外形优化分析。

关键词：轴；扭转；静力学；ANSYS

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 采用的研究思路及执行方案：-2

2 软件介绍-3

2.1 ANSYS软件介绍-3

2.2 SolidWorks软件简介-5

3用静力学对问题求解-6

4 使用ANSYS软件求解-7

4.1建立有限元模型-7

4.2显示单元-15

4.3旋转工作平面-15

4.4局部坐标系的建立-16

4.5选中圆柱面上的所有节点-16

4.6将节点坐标系旋转到当前坐标系-17

5 施加约束-18

5.1对圆柱最上端面所有节点进行选择-19

6 施加载荷-20

6.1选择所有-20

6.2显示体-20

6.3施加约束-21

7 求解及对比分析-22

7.1显示变形-22

7.2将结果坐标系设定为局部坐标系-23

7.3选择z=0.045 m的所有节点-24

7.4列表显示节点位移-24

7.5选择单元并生成应力图-27

7.6小结-28

8 外形优化-29

8.1 定义材料-29

8.2 施加载荷、约束及求解优化-30

9 总结-31

参 考 文 献-32

致 谢-33