完成连杆的三维模型后,在另存为类型中选择step格式,这是通用的CAD数据交换格式,可以被大多数工程软件所接受,并将模型导出step格式导入到ansys workbench中。
在Workbench的项目图表视图中,找到需要编辑的几何体,通常位于“几何”(Geometry)分支下。
在几何体上右键单击,选择“编辑”(Edit)。这将打开一个材料列表,您可以在其中选择或添加材料。
在材料列表中查找“铝合金”,这通常是ANSYS Workbench自带材料库中的选项。
选择该材料后,系统会自动填充相关的材料属性,包括密度、弹性模量和泊松比等。
根据给定的数据,确认所选铝合金材料的密度为2770kg/m³,弹性模量为7.1E+10Pa,泊松比为0.33。
在连杆左端设置四个接地旋转副,旋转副的定义即为保留Z方向的转动自由度,限制其余自由度,如下图所示。
两个连杆之间设置几何体-几何体转动副,其中设置上一级移动件为参考,下一级移动件为移动。如下图所示。
在项目图表视图中找到“模型”(Model)分支下的“网格”(Mesh)分支,右键单击选择“编辑”(Edit)。
选择整个连杆模型或指定的部分进行网格设置。
调整网格大小至5mm,这可以在“网格控制”(Sizing)选项中设置,确保全局单元尺寸为5mm。
考虑到模型的复杂性和计算资源,可以采用自适应网格划分方法,以便在需要的地方自动细化网格,提高计算精度。
分别设置左侧两个接地转动副为15°,右侧两个转动副为10°,如下图所示。
在Workbench的项目图表视图中,找到“求解”(Solution)分支,展开该分支以查看可用的结果类型。
选择“变形”(Deformation)选项,通常是以总变形(Total Deformation)的形式展示。
在Workbench窗口中,将显示活塞的变形云图。这个云图用不同的颜色表示不同变形量的大小,通常从蓝色(变形最小)到红色(变形最大)。
仔细观察云图,特别关注颜色变化可以提供有关哪些区域受到最大变形的直观信息。
使用Workbench中的探针工具或结果摘要来量化最大变形值。将探针放置在云图中颜色最红的区域。
最大变形云图如下所示,可以看到最大变形为22.184mm。
最大应力云图如下图所示,可以看到最大应力为1.6345E-5Mpa,小于铝合金的屈服强度,在安全裕度范围内,符合设计要求。
这个最大变形值非常小,特别是考虑到单位是毫米。这样的变形程度在实际工程应用中可能不会对吊钩的功能产生显著影响。
然而,详细的评估还需要考虑吊钩的工作条件、设计容差以及其他可能的影响因素,如热效应、动态加载等。
如果最大变形值超出了设计要求,可能需要进行进一步的设计优化,比如增加的厚度、改变材料或修改形状等。
可以通过调整网格划分来提高求解的精度,或者考虑更复杂的非线性分析,如大变形理论或接触分析。