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轴有限元分析1概述本计算是对轴进行强度校核仿真，通过SOLIDWORKS软件对轴进行三维几何建模，在ANSYS/WORKBENCH软件中进行有限元网格划分、载荷约束施加，计算轴在工作状态下的结构应力及形变量，校核轴的强度是否满足要求。2材料参数轴采用的材料——，其材料各力学属性见表1。表1材料属性材料名称弹性模量泊松比密度——200GPa0.37850kg/m33结构有限元分析3.1结构几何模型打开WORKBENCH软件，将StaticStructural模块左键按着拖入到右侧工作窗口内，如图1。图1右键点击Geometry，选择ImportGeometry，点击Browse，最后选择我们在SOLIDWORKS里面建好的三维模型，如图2所示。图2双击Geometry，进入DM界面。右键点击Import1，点击Generate,最终显示的几何模型如图3所示。图33.2结构有限元模型关闭DM界面，重新回到工作窗口。双击Model，如图5所示。图4双击Model后，进入DS界面。左键点击Mesh，左键点击GenerateMesh，进行网格划分，最终画好的有限元模型如图5所示。图53.3载荷和约束3.3.1载荷根据轴的工作方式，在轴的右端齿面上的载荷分别圆周力、径向力、和轴向力其中通过计算得到，圆周力为90.42N,径向力为33.80N，轴向力为21.2N，其次在轴中段会施加一个弯矩，大小为278.5N·mm。具体的载荷施加如图6所示。图63.3.2约束根据轴的工作方式，在轴的两端添加约束，即距离左端3.5mm处和距离右端15mm处固支。点击Support选择FixedSupport，选择约束处，点击Apply，如图7所示。图73.4有限元计算结果在设置好载荷和约束后，点击Solution，选择Insert，选择Deformation，选择Total，添加变形约束结果显示，点击Solution，选择Insert，选择Stress，选择Von-Mises，添加应力结果显示。右键点击Solution，点击Solve，进入计算求解过程。3.4.1形变云图计算完成后，点击TotalDeformation，查看轴在工作状态下的形变云图，具体结果见图8。图83.4.2应力云图计算完成后，点击EquivalentStress，查看轴在工作状态下的应力云图，具体结果见图9。图94结论通过WORKBENCH对轴进行有限元计算，最终得到轴在工作状态下的结构形变云图和应力云图。通过计算结果可的，轴在工作状态下的最大应力为168.4MPa，最大形变为0.007mm，材料的许用应力在200MPa甚至300MPa以上，故轴强度满足要求。