ansys工程实例(4经典例子)解析

5-5;同样的方法,分别设置LabI、LabJ为SMISC2、SMISC15,缩放系数Fact设置为50,绘制关于Y轴的弯矩图,如图5-6。 后处理完成。

图5-1 竖向位移图

图5-2 前后方向位移图

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图5-3 椅子腿的Mises应力图

图5-4 坐席和靠背中的第一主应力

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图5-5 椅子腿的轴力图

图5-6 椅子腿关于Y轴的弯矩图

六、结论

(1)本次分析的正确性:本问题为对称结构承受对称载荷,响应应有对称性,从图5-1、图5-2和图5-4可以看出,位移和应力的解都是对称的,符合推断;图5-5和图5-6的内力图中,轴力和弯矩在正负和数值上的分布都符合直观判断(如弯矩的抛物线形和线性分布)。故可以定性地确定本次分析的解是正确的;

(2)椅子强度的讨论:椅子腿的材料是碳素钢,适用Mises强度条件,从图5-3中可看到最大Mises等效应力发生在接近地面的弯角处,大小为72.4MPa,远低于碳素钢的典型屈服

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应力230MPa;坐席和靠背的材料是聚氯乙烯,应该考虑抗拉强度,从图5-4中可看到最大的第一主应力为18MPa,远低于抗拉强度50MPa。故椅子在本问题中的载荷(65Kg体重的人双脚离地坐于坐席上,并用较大的力靠于靠背)下能够满足强度要求,且还有很大的承载潜力(约2倍于现有载荷); (3)椅子变形的讨论:从图5-1和图5-2中可看到,椅子坐席和靠背的竖向位移和前后方向位移最大分别达到了10mm和7mm,而椅子腿的竖向位移和前后方向位移最大都在2-3mm,也就是说椅子有一些“软”,应该是比较舒适的。

综上所述,该椅子能够满足强度的要求,对材料的利用较充分,也产生了较大的竖向和前后方向的变形,满足了一定的舒适性要求。在用于满足一般体重人的需求时,还可改进如下:适当减小椅子腿的截面积和壁厚,并倒圆棱线,这样可节省碳素钢的使用,而且加大了椅子腿的变形,可以协调与聚氯乙烯坐席和靠背的变形。

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