1.定义文件名

GUI：Utility Menu|File|Change Jobname

弹出一个对话框，在输入栏中输入“Composite Propeller Shaft”，单击OK。

2.定义单元和材料常数

（1）定义单元

GUI：Main Menu|Preprocessor|Element Type|Add/Edit/Delete

弹出对话框，单击Add，在弹出对话框的左边选择Shell，然后在右边选择三维4node181单元，单击OK。

（2）定义单元属性

单击单元类型面板（Element Types）的Options按钮，在弹出的对话框中设置单元关键字K8为存储所有层的计算结果（Storage of layer data），单击OK，单击Close。

（3）定义单元材料常数

GUI：Main Menu|Preprocessor|Material Props|Material Models

弹出一个对话框，单击Structural|Liner|Elastic|Orthotropic，弹出一个输入材料属性的对话框，输入EX=195E9，EY=35E9，EZ=35E9，PRXY=0.28，PRYZ=0.3，PRXZ=0.28，GXY=15E9，GYZ=3.78E9，GXZ=15E9，单击OK，选择Material|Exit，退出面板。

3.定义复合材料传动轴的失效参数

GUI：Main Menu|General Postproc|Failure Criteria|Add/Edit

弹出定义失效准则对话框，材料号保持默认值1，单击OK，弹出添加失效准则对话框，输入失效拉伸应变（Strainin Tension）为X=0.05，Y=0.08，Z=0.04，输入失效压缩应变（Strain in Compression）为X=-0.045，Y=-0.06，Z=-0.045，输入失效剪切应变（Strain in Shear）为XY=0.035，YZ=0.042，XZ=0.025，输入失效拉伸应力X=767E6，Y=20E6，Z=30E6输入失效压缩应力为X=-392E6，Y=-70E6，Z=-55E6，输入失效剪切应力为XY=41E6，YZ=30E6，XZ=41E6。

4.定义复合材料传动轴的层数、层厚度和铺层角

GUI：Main Menu|Preprocessor|Sections|Shell|Lay-up|Add/Edit

弹出创建和修改壳单元界面面板（Creat and Modify Shell Sections）如图17-7所示，连续单击AddLayer添加层数直到10层为止，在每一层都输入Thickness=0.0003，奇数层输入Orientation=-45，偶数层输入Orientation=45。

定义完毕后单击OK。

图17-7 创建和修改壳单元截面面板

5.定义局部柱坐标系

GUI：Utility Menu|WorkPlane|Local Coordinate Systems|Create Local CS|At Specified Loc

弹出拾取对话框，用鼠标拾取任意位置，单击OK，弹出在指定位置创建局部坐标系（Creat Local CS at Specified Location）的对话框，选择对话框中的KCS选项为Cylindrical1，表示建立柱坐标系，输入XC=0，YC=0，ZC=0，其他保持默认单击OK。

6.建立模型

（1）建立圆柱体

GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|By Dimensions

在弹出的对话框中输入RAD1=0.04，Z2=1，其他保持默认值，单击OK。

（2）只删除体

GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Delete|Volume and Below

弹出拾取对话框，用鼠标拾取体1，单击OK。

（3）删除上下底面

GUI：Main Menu|Preprocessor|Modeling|Delete|Area and Below

弹出拾取对话框，用鼠标拾取上下底面，单击OK。

7.划分网格

（1）打开网格划分工具面板

GUI：Preferences|Meshing|MeshTool。

（2）设置划分单元属性

选择单元属性（Element Attributes）选项中的Set，弹出网格属性对话框，设置单元坐标系（Element coordinate sys）为11。这样设置的原因为复合材料传动轴模型是曲面，为了满足铺层角，必须把单元坐标系设置为局部柱坐标系。

（3）设置单元尺寸

选择网格划分工具面板的Size Controls中的Global|Set，在弹出的对话框中输入SIZE=0.007，单击OK。

（4）设置单元划分方式为自由网格

选择网格划分工具面板中的单元形状（Shape）为Quad，划分方式为Free。

（5）进行网格划分

选择网格划分工具面板中的Mesh按钮，弹出拾取对话框，单击PichAll。

8.建立刚体多点约束

（1）显示线号

GUI：Utility Menu|PlotCtrls|Numbering

在弹出的对话框中勾选LINE。

（2）显示线(www.daowen.com)

GUI：Utility Menu|Plot|Lines

（3）打开接触管理器（Contact Manager）

单击工具栏中的按钮，弹出接触向导。

（4）定义刚体多点约束

单击接触管理器面板上的接触向导按钮，在弹出的对话框中选择Pilot Node Only，单击Next，选择At center of mass of contact geometric entities，单击Next，按照图17-8进行设置后，单击Pick Contact。

弹出拾取对话框，拾取线L5，L6，L8和L7，单击OK，单击弹出对话框中的Next按钮，按照图17-9进行设置，弹出的对话框，单击Creat，单击Finish。

9.设置分析类型

GUI：Main Menu|Solution|Analysis Type|New Analysis，

在弹出的对话框中选中Static，含义为进行静力学问题求解。

图17-8 接触向导设置面板

图17-9 多点约束设置面板

10.定义边界条件

（1）定义位移约束

GUI：Main Menu|Preprocessor|Loads|Define Loads|Apply|Structural|Displacemen|OnLines

弹出拾取对话框，用鼠标拾取底面的4个边，单击OK，约束所有自由度，即选择ALL DOF，其他保持默认，单击OK。

（2）定义扭矩

GUI：Main Menu|Solution|Define Loads|Apply|Structural|Force/Moment|On Nodes

弹出拾取对话框，拾取刚体多点约束的控制节点，单击OK，弹出施加载荷对话框，选择MZ，并在Force/momentvalue中输入2000。

11.求解

GUI：Main Menu|Solution|Current LS

弹出求解对话框，单击OK。

12.后处理

（1）设置云图字体

GUI：Utility Menu|PlotCtrls|Font Controls|Legend Font

弹出字体大小选择对话框，设置字体大小为三号。

（2）查看位移

GUI：Main Menu|General Postproc|Plot Results|Contour Plot|Nodal Solu

弹出节点求解数据（Contour Nodal Solution Date）对话框，选择Nodal Solution|DOFSolution|Displacement vector sum在比例因子选项中设置Auto Calculated为自动计算比例，单击OK，如图17-10所示。

（3）查看等效应力云图

GUI：GUI：Main Menu|General Postproc|Plot Results|Contour Plot|Nodal Solu

弹出节点求解数据（Contour Nodal Solution Date）对话框，选择Nodal Solution|Stress|von Mises stress，单击OK，如图17-11所示。

（4）查看是否失效

1）查看最大应力失效云图。

图17-10 传动轴位移云图

图17-11 传动轴等效应力云图

GUI：GUI：Main Menu|General Postproc|Plot Results|Contour Plot|Nodal Solu

弹出节点求解数据（Contour Nodal Solution Date）对话框，选择Nodal Solution|Failure Criterria|Maximum Stress，单击OK，如图17-12所示。

2）查看最大应变失效云图。

GUI：GUI：Main Menu|General Postproc|Plot Results|Contour Plot|Nodal Solu

弹出节点求解数据（Contour Nodal Solution Date）对话框，选择Nodal Solution|Failure Criterria|Maximum Strain，单击OK，如图17-13所示。

图17-12 传动轴最大应力失效云图

图17-13 传动轴最大应变失效云图