基于ANSYS的角托架結構靜力分析

金晗　張銘升　姜妍　劉羽　沈玉波

摘 要：文章通過對一個角托架進行結構靜力分析，探究了ANSYS在機械工程中的應用，對相關行業更好地緩解和掌握具有一定的指導意義。

關鍵詞：角托架；ANSYS；靜力

引言

對一個角托架進行結構靜力分析。托架左上方的銷孔被焊接完全固定，其右下角的銷孔受到錐形的壓力荷載，角托架的材料為A36優質鋼。因為角托架在Z方向上的尺寸相對于其在X和Y方向上的尺寸來說很小，并且壓力載荷僅作用在X、Y平面上，因此可以認為這個分析為平面應力狀態。角托架的材料參數為：彈性模型E=30MPa，泊松比ν=0.27。

ANSYS軟件有限元分析包括前處理、求解和后處理三個基本過程。ANSYS軟件包含多種有限元分析功能，從簡單的線性靜態分析到復雜的非線性動態分析以及熱分析、流固耦合分析、電磁分析、流體分析等。ANSYS具體應用到每一個不同的工程領域，其分析方法與步驟有所差別。

一個典型的ANSYS分析過程分為以下三個步驟：（1）建立模型（2）加載求解（3）查看分析結果。

1 ANSYS建模

運用ANSYS軟件建立鋼支架二維網格模型，如圖1所示。

2 ANSYS計算

經加載計算得到角托架荷載作用下的變形圖，如圖2所示。

托架荷載變形圖變形圖，如圖3所示。

3 結果分析

由圖2和3可知：（1）角托架在荷載作用下最大變形為1.2mm，符合剛度較大線彈性結構的變形范圍。（2）角托架節點最大等效應力2753.33Pa，最小節點等效應力5.15Pa，變化范圍較大。（3）從分布上看，最大應力分布在左上角支架，即施加位移約束支架，最小應力分布在邊緣位置。

參考文獻

[1]胡仁喜，康士廷.ANSYS13.0從入門到精通[M].機械工業出版社，2011.

[2]孫訓方.材料力學[M].高等教育出版社，2009.