第四题
如图所示轴，工作时所受扭矩为T，轴材料为45# 钢，图中长度单位为mm。建立三维实体模型，采用静力分析其变形和应力状况。（提示：两键槽传递扭矩）
数据（长度单位mm，扭矩单位N.m） 序号 A 4 Ф45 B Ф34 C Ф28 D Ф24 E 22 T 1600 要求给出：
1查看总体变形，2查看位移分布图，3查看应力分布图
一. 建模
1 .根据题目所给尺寸，用Pro-e创建该轴的三维模型,如图1所示
图1 三维建模 2. 设置工作文件名
拾取菜单Utility>File>Change Jobname。在弹出的对话框中的“[/FILNAM]”文本框中输入zhou，定为标题，单击“OK”。
拾取菜单Utility>File>Change Directory。修改工作目录，在弹出的对话框中选择路径“H:\\zhou”。
3. 通过ANSYS支持的IGES接口，导入Pro-e中创建的实体模型，具体操作： GUI：Menu>File>Import>IGES
弹出对话框，点OK，再点Browse，选择文件zhou.jgs，点OK。导入完成。
图2 导入模型
二 . 定义单元类型及其常数 1.定义单元类型
GUI：Main Menu>Proprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete 弹出对话框，选实体单元“Solid”中的“Brick 8node 45”。 2 .定义单元实常数
单元实常数是依赖单元类型的单元特性。在这里不需要设置实常数。 3. 定义材料属性
此处定义轴材料的弹性模量为210000，泊松比为0.3。具体操作如下：
GUI：Main Menu>Proprocessor>Material Props>Material Models>Structural>Liner>Elastic >Isotropic
在弹出的对话框中输入 EX=2.1e5，PRXY=0.3 三. 划分网格
1 .通过设定SmartSize值，让系统自动设定每个边的网格尺寸。
GUI：Main Menu>Proprocessor>Meshing>SizeCntrl>SmartSize>Basic 在弹出的对话框中根据精度需要选“3”（数字越大网格划分越粗糙，一般将滚动条设置在4~8）。 GUI：Main Menu> Proprocessor>Meshing>Mesh>Volumes>Free.在弹出的对话框中点击\All\划分后如图：
图3 网格划分
四． 施加载荷和求解 1 .施加位移约束
1.1 由于模型比较复杂，曲面较多不方便选择。通过给面编号可以化简选面的过程。
GUI：Utility Menu>Plot>Areas / Utility Menu>PlotCtrls>Numbering...
在弹出的对话框中将AREA Area numbers选项中Off转为On，激活曲面标号。记下需要加载约束的载荷的曲面编号。
图4 曲面编号 1.2 将约束加载在轴大端面，即要固定的曲面，以节点为单位。 GUI：Utility Menu>Select>Entities
在弹出的对话框中选Areas，By Num/Pick，From Full，点“OK”。在弹出的对话框中输入要选择的面的数字。
GUI：Utility Menu>Select>Entities
在弹出的对话框中选Nodes，By attatch to，选Areas All。选择与上步所选面相关联连的所有节点为加载对象。
GUI：Main Menu >Solution> Define Loads >Apply >Structural >Displacement>On Nodes 在弹出的对话框中选择“Pick All”，在弹出的对话框中选All DOF，如图:
图5 施加约束
2.1 选择要加载荷的节点
GUI：Utility Menu>Select>Entities
在弹出的对话框中选Areas，By Num/Pick，From Full，点“OK”。在弹出的对话框中输入要选择的面的数字，即为轴小端键槽一边的工作侧面。点“OK”。
GUI：Utility Menu>Select>Entities
在弹出的对话框中选Nodes，By attatch to，选Areas All。选择与上步所选面相关联连的所有节点为分析和加载对象。
GUI：Utility Menu>Parameters>Get Scalar Data 在弹出的Get Scalar Data（提取数值参量）对话框，选择Model data>For selected set(从选择集)，点“OK”。弹出的Get Data for Selected Set（从选择集中提取数据）对话框，在Name of parameter to be defined文本框中输入“No_Nodes”作为代表将要提取的数据参变量。选择Data to be retrieved>Current node set>No. Of nodes，由此获取节点数。用来计算加载载荷值。
将坐标系变为柱坐标系
GUI: Utility Menu >WorkPlane>Change Active CS to >Global Cylindrical 将激活坐标系切换到总体柱坐标系下。
GUI：Main Menu > Preprocessor >Modeling > Node>Rotate Node CS>To Active CS 弹出节点选择对话框，要求选择欲旋转坐标系的节点。
单击Pick All 按钮，选择所有节点，所有选择节点的节点坐标系都将被旋转到当前激活的坐标系下，即总体柱坐标系。
2.2 施加载荷
GUI:Main Menu >Solution> Define Loads >Apply >Structural > Force/Moment> On Nodes
在弹出的对话框中点Pick All，点“OK”，在弹出的对话框中，选FY(所选坐标轴与图示中的标准坐标轴要相互对应，方向要“压”向键槽侧面)，输入0.1（在统计出该面上所有节点数后，计算出分配在每个节点上的力），点“OK”。如图：