PHẦN I
ANSYS WORKBENCH VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ANSYS
WORKBENCH VÀO PHÂN TÍCH TỐI ƯU CHI TIẾT BÍCH ĐẦU
BƠM THỦY LỰC.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ANSYS WORKBENCH 13
1.1.Giới thiệu chung.
 Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của nên các ngành công nghiệp thì việc ứng dụng
các phần mềm số là rất quan trọng. Nó không những giúp mô phỏng một cách gần đúng
các mô hình cần chế tạo…mà còn giảm chi phí sản xuất, giảm các công đoạn kiểm tra
đánh giá. Từ đó giảm giá thành sản phẩm. Trước đây, để tính toán các mô hình người ta
dùng các phương thủ công là tính bằng tay nhờ các công thức thực nghiệm. Những năm
gần đây, nhờ sự phát triển của các công cụ tính toán cùng sự phát triển của máy tính điện
tử được thiết lập và dần dần hoàn thiện các phần mềm công nghiệp, sử dụng để giải các
bài toán cơ học vật rắn, cơ học thủy khí, các bài toán động, các bài toán tuyến tính và phi
tuyến, các bài toán về trường điện từ, bài toán tương tác đa trường vật lý. Ansys
Workbench là một phần mềm mạnh được phát triển và ứng dụng rộng rãi, nó có thể đáp
ứng các yêu cầu nói trên của cơ học.
 Ansys Workbench là một trong nhiều chương trình phần mềm công nghiệp,sử dụng
phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để phân tích bài toán vật lý – cơ học,chuyển các
phương trình vi phân,phương trình đạo hàm riêng về dạng số, với việc sử dụng phương
pháp rời rạc hóa và gần đúng để giải.
 Lợi thế của ANSYS WORBENCH :
-Khả năng nhập mô hình hình học.
-Khả năng chia lưới tốt.
-Tích hợp các công cụ.
-Khả năng kết hợp theo hai hướng với CAD…
 Trong bài toán kết cấu (Structural),phần mềm Ansys dùng để giải các bài toán trường ứng
suất – biến dạng, trường nhiệt do các kết cấu.Giải các bài toán dạng tĩnh, dao động, cộng
hưởng, bài toán ổn định, bài toán va đập, bài toán tiếp xúc. Các bài toán được giải cho
các dạng phần tử kết cấu thanh, dầm, 2D và 3D, giải các bài toán với vật liệu đàn hồi, đàn
dẻo lý tưởng, dẻo nhớt, đàn nhớt… Ansys workbench cung cấp trên 200 kiểu phần tử

 Chia lưới phần tử Meshing: Để giải bài toán phân tích, như tính bền chẳng hạn, người ta
sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để giải. Vì vậy cần phải chia lưới phần tử. Số
lượng nút và phần tử quyết định đến độ chính xác của bài toán, nên lưới càng chia nhỏ
càng tốt, nhưng việc chia nhỏ phần tử phụ thuộc vào năng lực của từng phiên bản
ANSYS.
 Nhập điều kiện biên Cơ - nhiệt: Xác định các điểm hoặc mặt cố định, hoặc chuyển động
với số bậc tự do nào đó, nhập lực tác dụng với lực tập trung, lực phân bố, mô men, hay
nhiệt
Chọn phương pháp giải: bài toán tính bền tĩnh hay động, bài toán mỏi, hay dao động, bài
toán nhiệt đơn thuần hay bài toán đồng tác dụng nhiệt và cơ
 Cho chạy Run chương trình để máy tính giải
 Lấy kết quả: vào Result để chọn các kết quả cần phần tích: chuyển vị, ứng suất, biến
dạng tùy theo yêu cầu người dùng Sau đó so với các tiêu chuẩn bền để phán xét chỗ
nào bền, chỗ nào sẽ bị hỏng, từ đó chỉnh lại kết cấu để tránh các sai hỏng ,.
 Sau khi xác lập được các điều kiện bài toán, để giải chúng Ansys workbench cho phép
chọn các dạng bài toán. Khi giải các bài toán phi tuyến, đặt ra vấn đề là sự hội tụ của bài
toán. Ansys workbench cho phép xác lập các bước lặp để giải bài toán lặp vứi độ chính
xác cao. Để theo dõi bước tính, Ansys workbench cho biểu đồ các bước lặp và hội tụ.
Các kết quả tính toán được lưu vào file dữ liệu. Việc xuất ra các dữ liệu được tính toán
và lưu trữ, Ansys workbench xử lý rất mạnh, cho phép xuất dữ liệu dưới dạng đồ thị,
ảnh đồ, để có thể quan sát trường ứng suất và biến dạng, đồng thời cũng cho phép xuất
kết quả dưới dạng bảng số.
1.2. Cấu trúc phần mềm ANSYS WorkBench.
1.2.1.Phân loại các modul trong Ansys workbench.
 Ansys workbench là gói phần mềm FEA hoàn chỉnh được dùng để mô phỏng, tính toán,
thiết kế công nghiệp, đã và đang sử dụng trên toàn thế giới trong hầu hết các lĩnh vực kỹ
thuật:
 Kết cấu – cơ học. (Structural)
 Nhiệt (Thermal)
 Dòng chảy, bao gồm cả mô phỏng số động lực học dòng chảy (Computational Fluid

Chọn dạng vật liệu
chung
Thiết kế hình
học
 Modul chuyển mô hình sang mô phỏng.
Mô hình chi
tiết
 Modul cài đặt các thông số mô phỏng chi tiết.
 Chia lưới chi tiết.
Chế độ chia
lưới
 Đặt các tải trọng lên chi tiết.
Các loại tải
trọng
 Modul giải pháp cho mô hình.
 Quá trình chạy mô phỏng.
CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ANSYS WORKBENCH 13 VÀO
TÍNH TOÁN CẤU TRÚC TĨNH CỦA CHI TIẾT BÍCH ĐẦU BƠM THỦY
LỰC
2.1. Yêu cầu tính toán thiết chi tiết bích đầu bơm thủy lực.
 Kết cấu của chi tiết phải đảm bảo đủ độ cứng, độ bền và đảm bảo tính tin cậy gia công
chế tạo. Chi tiết phải chịu được các điều kiện tác động bên ngoài: Rung động, dao động,
thay đổi nhiệt độ…
 Kích thước chi tiết: 149x134x35 mm.
 Trọng lượng: 2,8 kg.
 Các dạng tải trọng phải chịu:
 Áp lực của dầu bơm.
 Momen quay của trục bánh răng.
 …
=> Qua phân tích ở trên ta có thể thấy yêu cầu của bài toán đặt ra là tính toán, mô phỏng

M =
5 02 0.
1 0.
1 0 0
8 5
2 0
.
1 0.
==
v
m s
q
p
η
(Nm)
2.3.1.Trường hợp 1.
2.3.1.1.Điều kiện biên.
 Đặt fixed support vào mặt trong bích và mặt ngoài của bích.
 Đặt lực F = 232 N vào tiết diện lỗ Φ16.
 Đặt lực tác dụng lên bề mặt trong của bích với độ lớn F = 10000 N.
 Đặt momen1 M = 50 Nm vào trục chủ động.
 Đặt momen2 M = 50 Nm vào trục bị động.
2.3.1.2. Điều kiện thu được.
Sau khi tính toán ta thấy rằng, ứng suất lớn nhất tập trung lớn nhất tại phần giữa 2 trục
bánh răng và 1 phần ở bên trục bị động. Phần chịu biến dạng lớn nhất là mặt trong bị áp
suất dầu bơm tác dụng vào và 1 phần mặt sau của bích. Ta có bảng kết quả của biến dạng
tổng và ứng suất tương đương.
 Bảng tổng biến dạng.
Results Defomation (mm)
Minimum 0

 Bảng ứng suất tương đương.
Results Equivalent Stress (Mpa)
Minimum 0,0022263
Maximum 5,63
 Kết quả mô phỏng Total Defomation.