基于ANSYS的角托架结构静力分析

金晗　张铭升　姜妍　刘羽　沈玉波

摘 要：文章通过对一个角托架进行结构静力分析，探究了ANSYS在机械工程中的应用，对相关行业更好地缓解和掌握具有一定的指导意义。

关键词：角托架；ANSYS；静力

引言

对一个角托架进行结构静力分析。托架左上方的销孔被焊接完全固定，其右下角的销孔受到锥形的压力荷载，角托架的材料为A36优质钢。因为角托架在Z方向上的尺寸相对于其在X和Y方向上的尺寸来说很小，并且压力载荷仅作用在X、Y平面上，因此可以认为这个分析为平面应力状态。角托架的材料参数为：弹性模型E=30MPa，泊松比ν=0.27。

ANSYS软件有限元分析包括前处理、求解和后处理三个基本过程。ANSYS软件包含多种有限元分析功能，从简单的线性静态分析到复杂的非线性动态分析以及热分析、流固耦合分析、电磁分析、流体分析等。ANSYS具体应用到每一个不同的工程领域，其分析方法与步骤有所差别。

一个典型的ANSYS分析过程分为以下三个步骤：（1）建立模型（2）加载求解（3）查看分析结果。

1 ANSYS建模

运用ANSYS软件建立钢支架二维网格模型，如图1所示。

2 ANSYS计算

经加载计算得到角托架荷载作用下的变形图，如图2所示。

托架荷载变形图变形图，如图3所示。

3 结果分析

由图2和3可知：（1）角托架在荷载作用下最大变形为1.2mm，符合刚度较大线弹性结构的变形范围。（2）角托架节点最大等效应力2753.33Pa，最小节点等效應力5.15Pa，变化范围较大。（3）从分布上看，最大应力分布在左上角支架，即施加位移约束支架，最小应力分布在边缘位置。

参考文献

[1]胡仁喜，康士廷.ANSYS13.0从入门到精通[M].机械工业出版社，2011.

[2]孙训方.材料力学[M].高等教育出版社，2009.