椭圆板加固方案设计

《椭圆板加固方案设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《椭圆板加固方案设计（19页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、椭圆板加固方案设计目录111221错误！未定义书签。1. 概述1.1. 题目简介1.2. 题目分析1.3. 设计方案1.4. 完成方式2. 有限元计算3. 结果分析附录A计算结果附录E建模命令流错误！未定义书签。1.概述1.1. 题目简介根据题目要求，对如下椭圆板模型进行加固方案设计：板厚t = lOnini；长轴a = 50 Omni；短轴 b = 25 Omni； 弹性模量 E = 2.1 X 10sMPa； 泊松比n = 0.3；已知对该椭圆板模型四周刚固，加载IMPa的面力，其最大挠度为6.886mmo 现根据要求对该板进行加固，使其达到挠度减小一半的目的，即挠度不大于3.0mmo椭圆

2、板模型如图1.1所示。图11椭圆板示意图1.2. 题目分析理论分析可知，四周刚固的情况下，施加面力后，椭圆中心点挠度最大，由 变形连续性可知，短轴端点处转角最大，故固端弯矩及应力也最大。所以我们初步认为，沿短轴布置加强筋可以起到最优效果。13设计方案由上述分析，我们选取了如下7种加固方式进行对比验证:(1) 增加板厚；(2) 沿长轴方向布置1根角钢；(3) 在短轴两侧均匀布置角钢；(4) 在短轴两侧布置少量角钢；(5) 沿短轴方向布置1根扁钢；(6) 沿短轴方向布置1根角钢；(7) 沿短轴方向布置1根T型材。1.4.完成方式ANSYS命令流建模(相关命令流文件参看附件)。2.有限元计算2.1.

3、 加固方案经过多次试算，并更改板厚参数，最终得到如下7种满足题目要求，即最大 挠度不大于3.0mm的加固方案。2.1.1. 方案1:增加板厚板厚增加为13.3mm,网格釆取映射方式剖分，如图2.1所示。ELEMENTSPRES-NORMANAPR 3 2012 12:55:31Uxioyvxartj i a.c( i ax 今图2.1方案1：增加板厚2.1.2. 方案2:沿长轴方向布置1根角钢沿长轴布置一根等边角钢，尺寸为L46 X46X 10。网格釆取映射方式剖分, 如图2.2所示。AIM ELEMENTSAPR ? 20X2 丄9 :25:00图2.2方案2：沿长轴方向布置1根角钢2.1.

4、3. 方案3:在短轴两侧均匀布置角钢沿椭圆钢横向均匀设置9根等边角钢，尺寸为L17X17X4。网格采取自由 剖分，如图2.3所示。2.1.4. 方案4:在短轴两侧布置少量角钢丄ELEMENTS在短轴两侧加5根均匀角钢，间距100mm,尺寸为L17 X 17 X 4C网格采取 自由剖分，局部进行细化，如图2.4所示。AMAPP 4 20X220 : 0$:22图2.4方案4：在短轴两侧布置少量角钢2.1.5. 方案5 :沿短轴方向布置1根扁钢沿椭圆钢短轴放置一根扁钢，尺寸为-3X60。网格采取映射剖分，如图2.5 所示。图2.5方案5：沿短轴方向布置1根扁钢2.1.6. 方案6:沿短轴方向布置1

5、根角钢沿椭圆钢短轴放置一根等边角钢，尺寸为L38X 38 X 8。网格采取映射剖分, 如图2.6所示。1ELEMENTSAPR 3 201219:26:44/VH图2.6方案&沿短轴方向布置1根角钢2.1.7. 方案7:沿短轴方向布置1根T型材沿椭圆钢短轴放置一根T型材，尺寸为丄籍。网格采取映射剖分，如图 ZoXo2.7所示。图27方案7：沿短轴方向布置1根T型材22结果分析各方案有限元计算结果，应力应变云图参见附录，如下表2.1所示为结果对 比。表21结果对比加固方式位移（mm）应力（MPa）增加重量（kg）原椭圆板6.901909.1260增加板厚2.933514.27010 16沿长轴方

6、向布置1根角钢2.948631.8536.44在短轴两侧均匀布置角钢2.962650.1914.26在短轴两侧布置少量角钢2.919650.1912.27沿短轴方向布置1根扁钢2.9601351 0000.71沿短轴方向布置1根角钢3.002675.5712.13沿短轴方向布置1根T型材2 975803.8641.513.结论由表2.1所示计算结果及附录相关应力应变云图可知，釆用沿短轴方向布置 1根扁钢的方法，增加的重量最小，为0.706kg：而釆用增加板厚的方法，增加 的重量最大。同时可以看出，增加板厚及加角钢明显降低了最大应力，而沿短轴 加一根扁钢极大的增加了最大应力。从节约材料，乂减小应

7、力两方面综合考虑, 我们最终得出如下结论：沿短轴方向布置1根T型材为最优方案！附录计算结果ANAPR J 2012BODAL SOLVTIOBSTEP=1SUB =1TIME=1USUM (AUG)0518871.3041.952.08.325543$7783l.32.2822.933tuoyuanj i aqi angANAPR 2 201219:70:14图A l增加板厚位移云图MODAL SOLOTIODSTEP=1SUB =1TIME=1 SEQV (AUG)42.414147丄252.丄：83S.$854C1.84194.842199.99304.55409.413514.27tuo

8、yuanj iaqiang图A.2增加板厚应力云图HODAL SOLVTIOHSTEP=1SUB =1TIME=1 USUM (AUG) PSY3=0DMX =2.543 3MX =2.543.551241.31l.$5327562.98287l.38:.293tuoyuanj iaqiang图A 3沿长轴方向布置1根角钢位移云图ANAPR 2 20121$:22:S2z.ez2.948ANHODAL S0LUTI0B17.49154.02290.544427.07563.59185.758222.282258.8064S5.329631.853tuoyuanj i aqi ang图A4沿长轴

9、方向布置1根角钢应力云图HODAL SOLVTIOM3TEP=1SUB =1TIME=1USUM (AVGPSY3=0DMX =2.54 3MX =2.54ANAPR 2 20121$:18:522.6142.287.533831.307丄9.326692.980075丄.33tuoyuanj iaqiang图A5在短轴两侧均匀布置角钢位移云图ANAPR ? 20121$:1$:51HODAL SOLVTIOM3TEP=1SUB =1TIME=1435.285578.556506.9250.1515.47?148.744292.01477.108220.37933.5tuoyuanj iaqi

10、ang图A6在短轴两侧均匀布置角钢应力云图第10页HODAL SOLUTIONAVfr)3TEP=1 SUB =1 TIKE=1 USUM RSYS=O DMX =：.$ 3MX =：.$APR 丄4 01218 34:32.509531300.1600.723900.82$1201150.562450.66$750.77610511351.578321.3161.9732.631.328916986748l.452.302图A 9沿短轴方向布置1根扁钢位移云图ANAPR 丄4 201218:35:33tuoyuanj i aqi ang图A10沿短轴方向布置1根扁钢应力云图HODAL SOL

11、VTIOII3TEP=1SUB =1TIME=1USUM (AUG) PSY3=0DMX =2.0023MX =3.002PRE3-K0PMAPR 5 201208:59:000.71231.3342.0012.683335611.001l.682.3353.002tuoyuanj iaqiang图A ll沿短轴方向布置1根角钢位移云图H0DAL S0LUTI0MSHTEP SUBTIME SEQV MX OTPRES-nORM(AUG 3.002 15.913 675.5715 2012 :5$:2415.913162.504309.0S4455.8502 沁89.209235.799382

12、.39528.9875.571SMXtuoyuanj i aqi ang图A12沿短轴方向布置1根角钢应力云图ANAPR 5 201210:52:58.18371.3241.S8C2.47.330518.$927551.6552.3162.$78204S5189.5nODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1USUMAVG)RSYS=ODMX =2.$78SMX =2.$78 tuoyuanjiaqiang图A.13沿短轴方向布置1根T型材位移云图nODAL SOLUTIONSTEP=1 SUB =1TIME=1SEQV AVG)DMX =2.$78SMIT 二.204S51SMX =803.864178.7$357.387535.$78714.5692C8.091.8225 2*7?803.864图A.13沿短轴方向布置1根T型材应力云图