基于ansys的連桿機(jī)構(gòu)的有限元分析【張CAD圖紙】

喜歡這套資料就充值下載吧。。。資源目錄里展示的都可在線預(yù)覽哦。。。下載后都有，，請放心下載，，文件全都包含在內(nèi)，，【有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763】 ========================================喜歡這套資料就充值下載吧。。。資源目錄里展示的都可在線預(yù)覽哦。。。下載后都有，，請放心下載，，文件全都包含在內(nèi)，，【有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763】 ========================================

湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題 目： 連桿機(jī)構(gòu)的有限元分析 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 2010963028 姓 名： 譚磁安 指導(dǎo)教師： 周里群 完成日期： 2014 年 5 月 25 日 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 論文（設(shè)計(jì)）題目： 連桿機(jī)構(gòu)的有限元分析 學(xué)號(hào)： 2010963028姓名： 譚磁安 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 周里群 系主任： 劉柏希 一、主要內(nèi)容及基本要求 1、總結(jié)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究和連桿機(jī)構(gòu)研究的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢，在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展趨勢，采用有限元方法來進(jìn)行開展研究。 2、闡述學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)，即 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析,簡要論述瞬態(tài)參數(shù),識(shí)別原理。 3、簡要論述有限元方法和動(dòng)力學(xué)分析的基本求解過程，建立連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的有限元模型，合理的確定曲柄長度及轉(zhuǎn)速、連桿長度和轉(zhuǎn)速，偏距，選定和創(chuàng)建單元類型，指點(diǎn)單元屬性，創(chuàng)建鉸鏈單元，采用瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析瞬態(tài)分析類型對其進(jìn)行瞬態(tài)分析，與圖解法進(jìn)行比較，驗(yàn)證有限元瞬態(tài)求解功能。 4、聯(lián)系工程實(shí)際，對受力連桿進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)學(xué)習(xí)。 二、重點(diǎn)研究的問題 1、 ANSYS的線性靜力分析 2 、 構(gòu)建幾何模型 3、 在三維鉸鏈單元COMBIN7的創(chuàng)建 4、 單元類型選擇和網(wǎng)絡(luò)劃分 5、 ANSYS瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析和靜力學(xué)分析 三、進(jìn)度安排 序號(hào) 各階段完成的內(nèi)容 完成時(shí)間 1 查閱資料 2014年2月下旬 2 開題報(bào)告 2014年3月上旬 3 設(shè)計(jì) 2014年3月中旬 4 分析、驗(yàn)證 2014年3月下旬 5 寫出初稿 2014年4月上、中旬 6 寫出正式稿 2014年5月上中旬 7 答辯 2014年5月下旬 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1]高耀東，劉學(xué)杰.ANSYS機(jī)械工程應(yīng)用精華50例（第三版）.- 北京：電子工業(yè)出版社，2011. [2]孫波.畢業(yè)設(shè)計(jì)寶典.-西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008. [3]溫正，張文電.ANSYS14.0有限元分析權(quán)威指南.-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013. [4]歐陽周，汪振華，劉道德.畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書寫作指南.-長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1996. [5]華大年，華志宏.連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用創(chuàng)新.-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008. [6]胡仁喜，康士廷.機(jī)械與結(jié)構(gòu)有限元分析從入門到精通.-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012. [7]李紅云，趙社戌，孫雁.ANSYS10.0基礎(chǔ)及工程應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008. [8]唐家瑋，馬喜川.平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)綜合.-哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1995. [9]潘存云，唐進(jìn)元.機(jī)械原理.-長沙：中南大學(xué)出版社，2011. [10]李皓月，周田朋，劉相新.ANSYS工程計(jì)算應(yīng)用教程.-北京:中國鐵道出版社，2003 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評閱表 學(xué)號(hào) 2010963028 姓名 譚 磁 安 專 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 連桿機(jī)構(gòu)的有限元分析 評價(jià)項(xiàng)目 評 價(jià) 內(nèi) 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 2.難度、份量是否適當(dāng)； 3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。 能力 1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力； 3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力； 4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力； 5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。 論文 （設(shè)計(jì)）質(zhì)量 1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價(jià) 論文選題綜合性較強(qiáng)，基本符合機(jī)械專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和要求；題目難度適中，與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合較為緊密。論文作者具有較強(qiáng)的查閱文獻(xiàn)和綜合歸納資料的能力，綜合應(yīng)用本科所學(xué)知識(shí)能力較強(qiáng)。 論文理論基本正確，論述比較充分，整體結(jié)構(gòu)尚可；設(shè)計(jì)計(jì)算比較科學(xué)，技術(shù)用語比較準(zhǔn)確，引文比較規(guī)范。文字通順，綜合概括能力較強(qiáng)；論文具有一定的參考價(jià)值。 同意進(jìn)行答辯。 評閱人： 2014年5月 日 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見 學(xué)號(hào) 2010963028 姓名 譚 磁 安 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文 77 頁 圖 表 30 張 論文（設(shè)計(jì)）題目： 連桿機(jī)構(gòu)的有限元分析 內(nèi)容提要： Ansys的有限元分析是一個(gè)功能強(qiáng)大的通用分析軟件，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域?？捎? 來求解機(jī)構(gòu)、流體、電力、電磁場及碰撞等問題。此款軟件包括三個(gè)部分，即前處理模 塊、分析計(jì)算模塊、后處理模塊。其分析流程分為三個(gè)階段：建立有限元模型，加載與 與求解，查看與處理結(jié)果。 本課題是基于ansys軟件對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，與傳統(tǒng)的計(jì)算 相比，借助于計(jì)算機(jī)有限元分析方法能更加快并且精確地得到結(jié)果，設(shè)置正確的參數(shù)， 創(chuàng)建合理的單元類型，設(shè)置合理的求解過程，能夠準(zhǔn)確的分析出模型的正確求解值，對 機(jī)構(gòu)的優(yōu)化有著很大的幫助。本人在研究曲柄滑塊的發(fā)展現(xiàn)狀以及國內(nèi)研究的成果的基 礎(chǔ)上，結(jié)合傳統(tǒng)的計(jì)算，對結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治?，取得較好的分析結(jié)果，ansys分析結(jié) 果與理論分析結(jié)果較好的符合。同時(shí)還根據(jù)實(shí)際工程例子對受力連桿進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分 析，為連桿在工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有效依據(jù)。 當(dāng)然在分析的過程中也會(huì)存在結(jié)果誤差，ansys分析值與理論值的差異原因可能 對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)輸入的彈性模量，泊松比的相關(guān)參數(shù)等對分析結(jié)果會(huì)有一定 的影響。 指導(dǎo)教師評語 該生論文對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并建立了有限元模型，對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，同時(shí)還對單獨(dú)受力連桿進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析，計(jì)算可靠、模型合理、分析清晰準(zhǔn)確。同意進(jìn)行答辯，并建議成績評為 。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 答辯小組組長： 年 月 日 答辯委員會(huì)意見 答辯委員會(huì)主任： 年 月 日 目錄 摘要 1 Abstract 2 第一章 分析方法和研究對象 3 1.1 有限單元法的概述 3 1.1.1 有限單元法的歷史 4 1.1.2 有限單元法的基本概念 4 1.2 ANSYS軟件簡介 4 1.2.1 ANSYS主要應(yīng)用領(lǐng)域 4 1.2.2 ANSYS操作界面 5 1.2.3 ANSYS的主要功能 6 1.2.4 ANSYS主要特點(diǎn) 7 1.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡介 7 1.3.1 曲柄滑塊定義 8 1.3.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)特性應(yīng)用以及分類 8 第二章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的求解 10 2.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的問題描述 10 2.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)問題的圖解法 10 2.2.1 圖解法準(zhǔn)備工作 11 2.2.2 圖解法操作步驟 11 第三章 有限元瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)概述 14 3.1 有限元瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)定義 14 3.2 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)問題求解方法 14 3.2.1 完全法 14 3.2.2 模態(tài)分析法 14 3.2.2 縮減法 15 3.1 有限元結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析基本概念 15 3.1 有限元結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析步驟 16 第四章 曲柄滑塊的有限元瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析 17 4.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)瞬態(tài)簡要概述 17 4.2曲柄滑塊有限元瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析步驟 18 4.2.1 定義工作名和參量 18 4.2.2 創(chuàng)建單元類型和屬性 18 4.2.3 建立模型 20 4.2.4進(jìn)入求解器設(shè)置 22 4.2.5 定義約束 23 4.2.6 求解 24 4.2.7 后處理 24 4.2.8 查看、分析結(jié)果得出結(jié)論 25 第五章 連桿的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)有限元分析 27 5.1連桿機(jī)構(gòu)靜力學(xué)分析步驟 27 5.1.1 前處理 27 5.1.2 施加約束和載荷并求解 33 5.1.3 后處理 33 總結(jié)與展望 36 參考文獻(xiàn) 37 致謝 38 附錄1 39 附錄2 55  連桿機(jī)構(gòu)的有限元分析 摘要 ： 基于ansys的有限元分析是一個(gè)功能強(qiáng)大的通用有限元分析軟件，目前廣泛的用于船舶，汽車，航天航空，土木工程，機(jī)械制造及其科學(xué)研究領(lǐng)域。這款軟件從最初的只能在大型機(jī)上使用、僅僅提供熱分析的和線性結(jié)構(gòu)分析功能的批處理程序，發(fā)展成一個(gè)融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的可在大多數(shù)計(jì)算機(jī)及操作系統(tǒng)中運(yùn)行的大型通用有限元分析軟件。 連桿機(jī)構(gòu)是是工程中常見的一種機(jī)構(gòu)，其中曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是連桿機(jī)構(gòu)的一種，應(yīng)用十分廣泛，比如在柴油機(jī)上的應(yīng)用。隨著工程科技的發(fā)展，對其精度也有很搞得要求。 本課題是基于ansys軟件對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，與傳統(tǒng)的計(jì)算相比，借助于計(jì)算機(jī)有限元分析方法能更加快并且精確地得到結(jié)果，設(shè)置正確的參數(shù)，創(chuàng)建合理的單元類型，設(shè)置合理的求解過程，能夠準(zhǔn)確的得出分析模型的正確求解值，對機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化有很大的幫助。 當(dāng)然在分析過程中也會(huì)存在結(jié)果誤差，ansys分析值與理論值有差異的原因可能是對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)輸入的彈性模量，泊松比的相關(guān)參數(shù)等對分析結(jié)果有一定的影響。 關(guān)鍵詞：連桿機(jī)構(gòu)；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；有限元法；ANSYS；瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析 The finite element analysis of link mechanism Abstract： Ansys ( finite element analysis) is a powerful general-purpose finite element analysis software. Currently, it is widely used in shipbuilding, automotive, aerospace, civil engineering, machinery manufacturing and scientific research. Initially, it can only be using on the mainframe and provides thermal analysis and linear structural analysis capability, but now， It?has developed into a?financial?structure,?fluid,?electric field, magnetic field,?sound field analysis?in one?can?run on most computer and?operating system?in the large-scale?general finite element analysis software. Connecting rod mechanism?is a?common?mechanism,?the slider crank mechanism ?is an extension of?link mechanism, a wide range of applications,?such as in a diesel engine. With the development of engineering technology ,the?accuracy is also?very?make?requirements. Topic is on the?slider crank mechanism?was analyzed based on the ANSYS software,?and compared with the traditional?calculation, With the help of?computer finite element analysis?method can more quickly?and accurately?obtain results,?set the correct parameters,?create?the appropriate element type,?set the solving process is?reasonable,?can?accurately obtain?the correct?solution analysis?model,?the design and optimization of the organization?has a great help. Of course,?the?error will?exist?in the analysis process, ansys analysis is?due to a?difference can be?input to the analysis?of the elastic modulus?of crank slide mechanism?and the theoretical value,?the Poisson's ratio of the?relevant parameters?have a certain?effect on the analysis results. Keywords: link mechanism; Slider crank mechanism; Transient dynamic analysis 第一章 分析方法和研究對象 1．1 有限單元法概述 有限單元法（Finite Element Analysis）的基本理念是用較簡單的問題代替復(fù)雜問題后再求解。它將求解域看成由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一個(gè)單元假定一個(gè)合適的近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域總的滿足條件，從而得到問題的解。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問題被比較簡單的問題所代替。由于大多數(shù)實(shí)際問題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。 1.1.1 有限單元法的歷史 有限單元法早在40年代初期就已有人提出，但當(dāng)時(shí)由于沒有計(jì)算工具而擱置，一直到50年代中期，高速數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展為有限單元法的應(yīng)用提供了重要的物質(zhì)條件，才使有限單元法得以迅速發(fā)展。 有限單元法在西方起源于飛機(jī)和導(dǎo)彈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，發(fā)表這方面文章最早而且最有影響的是西德的J.H.Argyris教授，于1954–1955年間，他在《Aircraft engineering》上發(fā)表了許多有關(guān)這方面的論文，并在此基礎(chǔ)上寫成了《能量原理與結(jié)構(gòu)分析》，此書成為有限單元法的理論基礎(chǔ)。美國的M.T.Turner，L.J.Topp和R.W.Clough,H.C.Martin等人于1956年發(fā)表了一篇題為《復(fù)雜結(jié)構(gòu)的剛度和撓度分析》一文，此文提出了計(jì)算復(fù)雜結(jié)構(gòu)剛度影響系數(shù)的方法，說明了如何利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。美國教授R.W.Clough于1960年在一篇介紹平面應(yīng)力分析的論文中，首次提出了有限單元法的名字。1965年英國的Zienliewice教授及其合作者解決了將有限元應(yīng)用于所有場的問題，使有限單元法的應(yīng)用范圍更加廣泛。 有限單元法的優(yōu)點(diǎn)很多，其中最突出的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用范圍廣。發(fā)展至今，不僅能解決靜態(tài)的、平面的、最簡單的桿系結(jié)構(gòu)，而且還可以解決空間問題、板殼問題、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題、動(dòng)力學(xué)問題、彈塑性問題和粘彈性問題、疲勞和脆性斷裂問題以及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，而且不論物體的結(jié)構(gòu)形式和邊界條件如何復(fù)雜，也不論材料的性質(zhì)和外載荷的情況如何，原則上都能應(yīng)用。 1.1.2 有限單元法的基本概念 有限單元法的基本思想，是在力學(xué)模型上將一個(gè)原來連續(xù)的物體離散成為有限個(gè)具有一定大小的的單元，這些單元僅在有限個(gè)節(jié)點(diǎn)上相連接，并在節(jié)點(diǎn)上引進(jìn)等效力以代替實(shí)際作用于單元上的外力。對于每個(gè)單元，根據(jù)分塊近似的思想，選擇一種簡單的函數(shù)來表示單元內(nèi)位移的分布規(guī)律，并按彈性理論中的能量原理（或用變分原理）建立單元節(jié)點(diǎn)力和節(jié)點(diǎn)位移之間的關(guān)系。最后，把所有的單元的這種關(guān)系式集合起來，就得到一組以節(jié)點(diǎn)位移為未知量的代數(shù)方程組，解這些方程組就可以求出物體上有限個(gè)離散節(jié)點(diǎn)上的位移。 結(jié)構(gòu)離散（有限元建模）的內(nèi)容有網(wǎng)格劃分，把結(jié)構(gòu)按一定規(guī)則分割成有限單元和邊界條件處理。其中要求離散結(jié)構(gòu)必須與原始結(jié)構(gòu)保形——單元的幾何特性，一個(gè)單元內(nèi)的物理特性必須相同——單元的物理特性。 單元與節(jié)點(diǎn)中單元（即原始結(jié)構(gòu)）離散后滿足一定幾何特性的最小結(jié)構(gòu)域。節(jié)點(diǎn)即單元與單元間的連接點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)力即單元與單元間通過節(jié)點(diǎn)的相互作用力。節(jié)點(diǎn)載荷即作用于節(jié)點(diǎn)上的外載。 選擇位移函數(shù)的一般原則：位移函數(shù)在單元節(jié)點(diǎn)的值應(yīng)等于節(jié)點(diǎn)位移，即單元內(nèi)部是連續(xù)的；所選位移函數(shù)必須保證有限元的解收斂于真實(shí)解。要注意的是，為了便于微積分運(yùn)算，位移函數(shù)一般采用多項(xiàng)式形式，在單元內(nèi)選取適當(dāng)階次的多項(xiàng)式可得到與真實(shí)解接近的近似解。 1．2 ANSYS12.0版本軟件簡介 ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場及聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件，由作為世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS開發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用的高級CAE工具之一。 1.2.1 ANSYS的主要應(yīng)用領(lǐng)域 ANSYS有限元軟件包是一個(gè)多用途的有限元法計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序，可以用來求解結(jié)構(gòu)，流體，電磁場及碰撞等問題。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域：航天航空、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、微機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)器械等。 1.2.2 ANSYS操作界面 圖1-1 ANSYS12.0操作界面 與操作界面同時(shí)打開的還有圖1-2所示的“ANSYS12.0 Output Window”窗口 圖1-2“選定ANSYS12.0 Output Window”窗口 ANSYS操作界面如圖1-1所示，本人所選擇的是ANSYS12.0的版本，因?yàn)楸救怂枰治龅恼n題中涉及到三維鉸鏈單元的運(yùn)用，而ANSYS12.0版本中正好有三維鉸鏈單元COMBIN7的命令。 1.2.3 ANSYS的主要功能 （1）結(jié)構(gòu)靜力分析 結(jié)構(gòu)靜力分析用于載荷不隨時(shí)間變化的場合，是機(jī)械專業(yè)應(yīng)用最多的一種分析類型。ANSYS的靜力分析不僅可以進(jìn)行線性分析，還支持非線性分析，例如接觸、塑性變形、蠕變、大變形、大應(yīng)變問題的分析。 （2）結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析 動(dòng)力學(xué)分析包括模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。模態(tài)分析，用于計(jì)算結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。諧響應(yīng)分析，用于計(jì)算結(jié)構(gòu)對正弦載荷的響應(yīng)。瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，用于計(jì)算結(jié)構(gòu)對隨時(shí)間任意規(guī)律變化的載荷的響應(yīng)，而且可以包含非線性特性。 動(dòng)力學(xué)分析包括質(zhì)量和阻尼效應(yīng)。 （3）結(jié)構(gòu)非線性分析 ANSYS程序可求解靜態(tài)和瞬態(tài)非線性問題，包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種。結(jié)構(gòu)非線性導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或部件的響應(yīng)隨外載荷不成比例變化。 （4）熱分析 熱分析通過模擬熱傳導(dǎo)、對流和輻射三種熱傳遞方式，以確定物體中的溫度分布?？梢赃M(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱分析，可以進(jìn)行線性和非線性分析，可以模擬材料的凝固和溶解過程。 （5）電磁場分析 ANSYS可以用來分析電磁場的多方面問題，如電感、電容、磁通量密度、渦流、電場分布、磁力線、力、運(yùn)動(dòng)效應(yīng)、電路和能量損失等。分析的磁場可以是二維的或三維的，可以是靜態(tài)的、瞬態(tài)的或諧波的，可以是低頻的或高頻的。還可以解決靜電學(xué)、電流傳導(dǎo)、電路耦合等電磁場相關(guān)問題。 （6）電磁場分析 ANSYS流體單元能進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)分析，分析類型可以為瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)。分析結(jié)果可以是每個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力和通過每個(gè)單元的流率。并且可以利用后處理功能產(chǎn)生壓力、流率和溫度分布的圖形顯示。另外，還可以使用三維表面效應(yīng)單元和熱－流管單元模擬結(jié)構(gòu)的流體繞流并包括對流換熱效應(yīng)。 1.2.4 ANSYS的特點(diǎn) （1） 不但可以進(jìn)行對結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁場等物理現(xiàn)象的單獨(dú)研究，還可以進(jìn)行這些物理現(xiàn)象的相互影響研究。 （2） 集合前后處理、求解及多場分析等功能于一體。 （3） 具有強(qiáng)大的非線性分析功能。 （4） 良好的用戶界面，且在所有硬件平臺(tái)上具有同一界面，使用方便。 （5） 強(qiáng)大的二次開發(fā)功能，應(yīng)用宏、參數(shù)設(shè)計(jì)語言、用戶可編程特性、用戶自定義語言、外部命令等功能，可以開發(fā)出適合用戶自己特點(diǎn)的應(yīng)用程序，對ANSYS功能進(jìn)行擴(kuò)展。 （6） 提供多種自動(dòng)網(wǎng)格劃分工具，可以進(jìn)行智能網(wǎng)格劃分。 （7） 提供了常用CAD軟件的數(shù)據(jù)接口，可精確地將在CAD系統(tǒng)下創(chuàng)建的模型傳入到ANSYS中，并對其進(jìn)行操作。 （8） 在有限元分析煩人基礎(chǔ)上，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，這是ANSYS獨(dú)一無二的功能。 1．3 研究對象之曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡介 在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是一種常用的機(jī)構(gòu)，它將曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊在直線上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，是壓氣機(jī)、沖床、活塞式水泵等機(jī)械的主機(jī)構(gòu)。比如活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)以滑塊為主動(dòng)件，把往復(fù)移動(dòng)轉(zhuǎn)換為不整周或整周的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；壓縮機(jī)、沖床以曲柄為主動(dòng)件，把整周轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)移動(dòng)。 1.3.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)定義 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式。由若干剛性構(gòu)件用低副（回轉(zhuǎn)副、移動(dòng)副）聯(lián)接而成的一種機(jī)構(gòu)。是由曲柄（或者曲軸、偏心輪）、連桿、滑塊通過移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副組成的機(jī)構(gòu)。 1.3．2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的特性應(yīng)用及分類 常用于將曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；或者將滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)特性分析是當(dāng)已知各機(jī)構(gòu)件尺寸參數(shù)、位置參數(shù)和原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，研究機(jī)構(gòu)其余構(gòu)件上各點(diǎn)的軌跡、位移、速度、加速度等，從而評價(jià)機(jī)構(gòu)是否滿足工作性能要求，機(jī)構(gòu)是否發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉等。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)副為低副，各元件間為面接觸，構(gòu)成低副兩元件的幾何形狀比較簡單，加工方便，易于得到較高的制造精度等優(yōu)點(diǎn)，因而在包括煤礦機(jī)械在內(nèi)的各類機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用，如自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)、沖床、內(nèi)燃機(jī)空氣壓縮機(jī)等。 根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其分成3大類：對心曲柄滑塊、偏置曲柄滑塊、偏心輪機(jī)構(gòu)。 第二章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的求解 2.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的問題描述 圖2-1所示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄長度R=250 mm、連桿長度L=620 mm偏距e=200 mm，曲柄為原動(dòng)件，轉(zhuǎn)速為n1=30 r/min，求滑塊3的位移s3、速度v3、加速度a3隨時(shí)間變化情況。 圖 2-1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 2．2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的問題圖解法 因本人此階段正學(xué)習(xí)proe5.0的版本，所以圖解法就用此軟件進(jìn)行求解，其求解過程將會(huì)一步步截圖呈現(xiàn)。 2.2.1 圖解法準(zhǔn)備工作： 由圖2-1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，聯(lián)系機(jī)械原理的有關(guān)平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的知識(shí)，可以計(jì)算出滑塊在最遠(yuǎn)處和最近處時(shí)曲柄和連桿共線的長度，按圖示字母，有： AC’ = AB + BC = 250 + 620 = 870 mm AC” = BC –AB = 620 –250 = 370 mm 2.2.2 圖解法操作步驟 1， 打開proe5.0，選擇“草繪”，建立中心線，確定A點(diǎn)，如圖2-2 圖2-2 2，通過水平中心線和偏心距的E的數(shù)值，確定滑塊C算在的水平線2上， 圖2-2 3，依據(jù)準(zhǔn)備工作中的最遠(yuǎn)畫出最遠(yuǎn)的距離，即, AC’ = 870 mm 圖2-3 4，依據(jù)準(zhǔn)備工作中的最遠(yuǎn)畫出最遠(yuǎn)的距離，即, AC” = 370 mm 圖2-4 5，通過標(biāo)注，可以得到滑塊位移S=535.4mm,如圖所示， 圖2-5 6,同時(shí)還能得出極位夾角θ= 19.43° 圖2-6 7，通過極位夾角，得到行程速比系數(shù) ，由于機(jī)構(gòu)一個(gè)工作循環(huán)周期，所以機(jī)構(gòu)工作行程經(jīng)歷的時(shí)間 ，空回行程經(jīng)歷的時(shí)間 s。 第三章 有限元瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)靜力學(xué)概述 3.1 有限元瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析定義 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，又稱時(shí)間歷程分析，主要用于確定結(jié)構(gòu)承受隨時(shí)間按任意規(guī)律變化的載荷時(shí)的響應(yīng)。它可以確定結(jié)構(gòu)在靜載荷、和正弦載荷的任意組合作用下隨時(shí)間變化的位移、應(yīng)力和應(yīng)變。 3.2 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)問題的求解方法 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析也采用縮減法（Reduced），模態(tài)疊加法（Mode Superpositioan）,完全法（Full）三種方法。 3.2．1 完全法 完全法采用完整的系統(tǒng)矩陣計(jì)算瞬態(tài)響應(yīng)。它是三種方法匯總功能最強(qiáng)的，允許包括各類非線性特性（塑性、大變形、大應(yīng)變等）。如果并不想包括任何非線性，應(yīng)當(dāng)考慮使用另外兩種方法中的一種。這是因?yàn)橥耆ㄊ?種方法中開銷最大的一種。 完全法容易使用，不必關(guān)心選擇主自由度或振形，允許各種類型的非線性特性，采用完整矩陣，不涉及質(zhì)量矩陣近似，一次分析就能得到所有位移和應(yīng)力，允許施加所有類型的載荷，還允許通過TABLE數(shù)組參數(shù)指定表邊界條件，允許在實(shí)體模型上施加載荷。 完全法的主要缺點(diǎn)是它比其他的方法開銷大。 3.2.2 模態(tài)疊加法 模態(tài)疊加法通過對模態(tài)分析得到的振形（特征值）乘上因子并求和來計(jì)算結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。此方法是ANSYS程序中唯一可用的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析法。對于許多問題，模態(tài)疊加法比縮減法或完全法更快，開銷更小。 模態(tài)疊加法整個(gè)瞬態(tài)分析過程中時(shí)間步長必須保持恒定，不允許采用自動(dòng)時(shí)間步長唯一允許的非線性是簡單的點(diǎn)點(diǎn)接觸（間隙條件）；不能施加強(qiáng)制位移。 3.2.3 縮減法 縮減法通過采用主自由度及縮減矩陣壓縮問題規(guī)模。在主自由度處的位移計(jì)算出來后，ANSYS可將擴(kuò)展到原有的完整自由度集上?？s減法比完全法快且開銷小，其缺點(diǎn)是初始解只計(jì)算主自由度的位移，第二步進(jìn)行擴(kuò)展，計(jì)算得到完整空間上的位移、應(yīng)力和力；不能施加單元載荷（壓力、溫度等），但允許施加加速度。所有載荷必須在用戶定義的主自由度上（限制在實(shí)體模型上施加載荷）、整個(gè)瞬態(tài)分析過程時(shí)間步長必須保持恒定，不允許用自動(dòng)時(shí)間步長。唯一允許的非線性是簡單的點(diǎn)點(diǎn)接觸（間隙條件）。 3.3 有限元機(jī)構(gòu)靜力學(xué)分析基本概念 靜力學(xué)分析計(jì)算是在固定不變載荷作用下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，它不考慮慣性和阻尼的影響?？墒?，靜力分析可以計(jì)算那些固定不變的慣性載荷對結(jié)構(gòu)的影響，以及那些可以近似俄日等價(jià)靜力作用的隨時(shí)間變化的載荷的作用。 靜力學(xué)分析用于計(jì)算由那些不包括慣性和阻尼效應(yīng)的載荷作用于結(jié)構(gòu)或部件上引起的位移、應(yīng)力、應(yīng)變和力。固定不變是的載荷和響應(yīng)是一種假設(shè)，即假定載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)隨時(shí)間的變化非常緩慢。靜力學(xué)分析所施加的載荷包括外部施加的作用力和壓力、穩(wěn)態(tài)的慣性力、強(qiáng)迫位移。溫度載荷以及能流等。 3.4 有限元機(jī)構(gòu)靜力學(xué)分析分析步驟 靜力學(xué)分析過程呀一般分為三個(gè)步驟： 1， 建立模型，其中模型可以通過三維軟件導(dǎo)入或者由ansys軟件自己建立； 2， 施加載荷并求解； 3， 檢查結(jié)果。 第四章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的瞬態(tài)有限元分析 本分析仍然屬于瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，分析過程與普通的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析基本相同。其關(guān)鍵在于三維鉸鏈單元COMBIN7的創(chuàng)建，現(xiàn)在此簡單介紹。 4.1 曲柄滑塊瞬態(tài)分析簡要概述 圖 4-1 三維鉸鏈單元COMBIN7 三維鉸鏈COMBIN7單元屬于三維單元，有5個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別是活躍節(jié)點(diǎn)I和J、用以定義鉸鏈軸的節(jié)點(diǎn)K、控制節(jié)點(diǎn)L和M（圖15-1）?；钴S節(jié)點(diǎn)I和J應(yīng)該位置重合，并且分屬于LINK A和B，LINK A和B是一個(gè)單元或單元集合。如果節(jié)點(diǎn)K沒有定義，則鉸鏈軸為全球笛卡爾坐標(biāo)系的z軸。 另外，本分析必須將大變形選項(xiàng)打開 4.2 曲柄滑塊有限元瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析步驟 4.2．1 定義工作名和參量 1，定義工作名和選擇文件存放位置：在開始的菜單中打開ansys12.0中的 ANSYS Mechanical APDL Product Launcher，在working directory 中選擇文件存放的位置，在Job Name 中輸入 biyesheji,然后點(diǎn)擊Run，便進(jìn)入ansys的工作界面。 2，定義參量：選擇Utility Menu→Parameters→Scalar Parameters。彈出的對話框，在“Selection” 文本框中輸入PI=3.1415926， 單擊“Accept” 按鈕；再在“Selection” 文本框中依次輸入R=0.25（曲柄長度）、L=0.62（連桿長度）、E=0.2（偏距）、OMGA1=30（曲柄轉(zhuǎn)速）、T=60/OMGA1（曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需時(shí)間，單位：s）、FI0=ASIN(E/(R+L))、AX=0、AY=0（鉸鏈A坐標(biāo)）、BX=R*COS(FI0)、BY=-R*SIN(FI0) （鉸鏈B坐標(biāo)）、CX=(R+L)*COS(FI0)、CY=-E（鉸鏈C坐標(biāo)），同時(shí)單擊“Accept” 按鈕；如圖4-2，最后，單擊對話框的“Close”按鈕。 圖 4-2 參量對話框 4.2.2 創(chuàng)建單元類型和屬性 1，創(chuàng)建單元類型：選擇 Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete。彈出的對話框，單擊“Add”按鈕；在左側(cè)列表中選“Combination”，在右側(cè)列表中選“Revolute joint 7”， 單擊“Apply” 按鈕；再在左側(cè)列表中選“Structural Beam”在右側(cè)列表中選“3D elastic 4”, 單擊“Ok” 按鈕；單擊對話框的“Close”按鈕。如果4-3： 圖 4-3 單元類型 2，定義材料特性：選擇Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models。彈出的對話框，在右側(cè)列表中依次雙擊“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”，彈出的對話框，在“EX”文本框中輸入2e11（彈性模量），在“PRXY” 文本框中輸入0.3（泊松比），單擊“Ok” 按鈕；再雙擊右側(cè)列表中“Structural”下“Density”，彈出圖15-9所示的對話框，在“DENS”文本框中輸入1e-14（密度。近似為0，即不考慮各桿的慣性力），單擊“Ok” 按鈕。然后關(guān)閉的對話框。如圖4-4： 圖 4-4 單元材料特性 3，定義實(shí)常數(shù)：選擇Main Menu→Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete。彈對話框， 單擊“Add”按鈕， 彈出對話框，在列表中選擇“Type 1 COMBIN7”，單擊“Ok” 按鈕，彈出對話框， 在“K1”、“K2”、“K3”、“K4”文本框中分別輸入1E9、1E3、1E3、0，單擊“Ok” 按鈕；返回到對話框， 再次單擊“Add”按鈕，彈出對話框，在列表中選擇“Type 2 BEAM4”，單擊“Ok”按鈕，彈出對話框 ，在“AREA”、“IZZ”、“IYY”、“TKZ”、“TKY”文本框中分別輸入4E-4、1.3333E-8、1.3333E-8、0.02、0.02，單擊“Ok” 按鈕；返回到對話框，單擊“Close”按鈕。如圖4-5： 圖 4-5 單元常實(shí)數(shù) 4.2.3 建立模型 1，創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)：選擇Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Nodes→In Active CS。在彈出的對話框中一次輸入如表4-1數(shù)據(jù)，然后單擊“Ok” 按鈕。 節(jié)點(diǎn)號(hào) X Y Z 1 AX AY 0 2 BX BY 0 3 BX BY 0 4 CX CY 0 5 BX BY -1 表4-1 節(jié)點(diǎn)列表 2，指定單元1屬性：選擇Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Elem Attributes。彈出對話框，選擇下拉列表框“TYPE”為“1 COMBIN7”，選擇下拉列表框“MAT”為“1”，選擇下拉列表框“REAL”為“1”，單擊“Ok”按鈕。 3，創(chuàng)建鉸鏈單元：選擇Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Auto Numbered→Thru Nodes。彈出拾取窗口，在拾取窗口的文本框中輸入2,3,5，單擊“Ok” 按鈕，于是在節(jié)點(diǎn)2和3處（即B點(diǎn)）創(chuàng)建了一個(gè)鉸鏈單元。如圖4-6： 圖 4-6 創(chuàng)建鉸鏈單元 4，指定單元2屬性：選Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Elem Attributes。彈出對話框，選擇下拉列表框“TYPE”為“2 BEAM 4”，選擇下拉列表框“MAT”為“1”，選擇下拉列表框“REAL”為“2”，單擊“Ok”按鈕。 5，創(chuàng)建梁單元：用來模擬各個(gè)桿，拾取Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Auto Numbered→Thru Nodes。彈出拾取窗口，在拾取窗口的文本框中輸入1,2，單擊“Apply” 按鈕；再在拾取窗口的文本框中輸入3,4，單擊“Ok” 按鈕。于是創(chuàng)建了2個(gè)梁單元，2個(gè)梁單元由B點(diǎn)處鉸鏈單元連接。如圖4-7： 圖4-7 創(chuàng)建梁單元 4.2.4 進(jìn)入求 解器設(shè)置 1，指定分析類型：拾取Main Menu→Solution→Analysis Type→New Analysis 。在彈出的“New analysis”對話框中，選擇“Type of Analysis”為“Transient”，單擊“Ok” 按鈕，在隨后彈出的“Transient Analysis”對話框中，單擊“Ok” 按鈕。 圖4-8 選擇分析類型 2，打開大變形選項(xiàng)：選擇Main Menu→Solution→Analysis Type→Analysis Options。彈出所示的對話框，將“NLGEOM”打開，單擊“Ok” 按鈕。 3，確定載荷步時(shí)間和時(shí)間步長：選擇Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time - Time Step。在 “TIME”文本框中輸入T，在“DELTIM Time Step size”文本框中輸入T/70，選擇“KBC”為“Ramped”，單擊“Ok”。 4，確定數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件所包含的內(nèi)容：選擇Main Menu→Solution→Load Step Opts→Output Ctrls→DB/Results File。在彈出對話框中選擇下拉列表框“Item”為“All Items”，選中“Every substep”, 單擊“Ok”。 5，設(shè)定非線性分析的收斂值：拾取菜單Main Menu→Solution→Load Step Opts→Nonlinear→Convergence Crit。彈出對話框，單擊“Replace”按鈕，彈出對話框，在“Lab”右側(cè)兩個(gè)列表中分別選擇“Structural”和“Force F”，在“VALUE”文本框中輸入1，在“TOLER”文本框中輸入0.1，單擊“Ok” 。返回到對話框，單擊“Add” 按鈕，再次彈出對話框，在“Lab”右側(cè)兩個(gè)列表中分別選擇“Structural”和“Moment M” 在“VALUE”文本框中輸入1，在“TOLER”文本框中輸入0.1，單擊“Ok”。最后單擊對話框的“Close”。 4.2.5 定義約束約束 選擇Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Displacement→On Nodes。彈出拾取窗口，單擊“Pick All”，彈出對話框，在“Lab2”列表中選擇“UZ”、“ROTX” 、“ROTY”，單擊“Apply”；再次彈出拾取窗口，拾取節(jié)點(diǎn)1，單擊“Ok”，再次彈出對話框，在“Lab2”列表中選擇“ROTZ”，在“VALUE”文本框中輸入2*PI，單擊“Apply”；再次彈出拾取窗口，拾取節(jié)點(diǎn)1，單擊“Ok”，再次彈出對話框，在“Lab2”列表中選擇“UX” 、“UY”，在“VALUE”文本框中輸入0，單擊“Apply”；再次彈出拾取窗口，拾取節(jié)點(diǎn)4，單擊“Ok”，再次彈出對話框，在“Lab2”列表中選擇 “UY”，在“VALUE”文本框中輸入0，單擊“Ok”。 圖4-9 施加約束 4.2.6 求解 選擇 Main Menu→Solution→Solve→Current LS。單擊“Solve Current Load Step”對話框的“Ok”。出現(xiàn)“Solution is done!”提示時(shí)，求解結(jié)束，從下一步開始，進(jìn)行結(jié)果的查看。 4.2.7 后處理 1，定義變量：選擇 Main Menu→TimeHist Postpro→Define Variables。彈出圖15-22所示的對話框，單擊“Add”， 彈出 對話框，選擇“Type of Variable”為“Nodal DOF result”，單擊“Ok”，彈出拾取窗口，拾取節(jié)點(diǎn)4，單擊“Ok”，彈出對話框，在右側(cè)列表中選擇“UX”，單擊“Ok”，單擊“Close”。這樣定義了一個(gè)變量2，它可以表示滑塊的位移s3（變量1為時(shí)間）。如圖4-10： 圖4-10 定義變量2 知識(shí)介紹： 把變量2對時(shí)間t微分，得到滑塊的速度v3；把速度v3對時(shí)間t微分，得到滑塊的加速度a3。 2，對變量進(jìn)行數(shù)學(xué)操作：選擇Main Menu→TimeHist Postpro→Math Operations→Derivative。彈出對話框，在“IR”文本框中輸入3，在“IY”文本框中輸入2，在“IX”文本框中輸入1，單擊“Apply” 按鈕；再次彈出對話框，在“IR”文本框中輸入4，在“IY”文本框中輸入3，在“IX”文本框中輸入1，單擊“Ok” 按鈕。經(jīng)過以上操作，得到兩個(gè)新的變量3和4。其中，變量3是變量2對變量1的微分，而變量2是位移s，變量1是時(shí)間t（系統(tǒng)設(shè)定），所以，變量3就是角速度v3；同樣可知，變量4就是角加速度a3。 4.2.8 查看、分析結(jié)果得出結(jié)論 1，選擇 Main Menu→TimeHist Postpro→Graph Variables。彈出對話框，在“NVAR1，2,3”中的文本框中分別輸入2， 3和4，單擊“Ok” 按鈕，結(jié)果如圖所示。如下圖： 圖4-11 位移m（3），速度m/s（2），加速度m/s^2（1）曲線 2，選擇 Main Menu→TimeHist Postpro→List Variables。在彈出對話框的“NVAR1”和“NVAR2”文本框中分別輸入2，單擊“Ok”。在得到的列表中可以看到變量2即位移s3的最大值為0.535376，此值即滑塊的行程H，該值對應(yīng)的時(shí)間為0.88571 s，此值即空回行程經(jīng)歷的時(shí)間。對比由機(jī)械原理圖解法得到的結(jié)果，可以看出有限元解是正確的，而且具有相當(dāng)高的精度。 第五章 連桿的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)有限元分析 前幾章內(nèi)容對連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行了瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，并得出了滑塊在隨著時(shí)間變化的載荷作用下，本身的屬性也隨著時(shí)間變化的情況下的響應(yīng)，而且用相應(yīng)的曲線圖進(jìn)行了展示。 現(xiàn)在本人考慮到是曲柄滑塊的在工程中的實(shí)際應(yīng)用，特將其中的連桿進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析，現(xiàn)在將汽車上的曲柄滑塊中的連桿進(jìn)行受受力分析，連桿的厚度為50mm,圖中的尺寸的單位均為mm。在小孔的內(nèi)側(cè)90度的范圍承受p=1000pa的面載荷作用。下圖本人用cad建立的。 圖5-1 連桿的幾何模型 注意：考慮到連桿的結(jié)構(gòu)和載荷高度對稱性，分析是可以只采用一半進(jìn)行分析。并采用20節(jié)點(diǎn)的soild95單元?jiǎng)澐志W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分。 5.1 連桿結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析步驟 5.1．1 前處理 1，定義工作名和選擇文件存放位置：在開始的菜單中打開ansys12.0中的 ANSYS Mechanical APDL Product Launcher，在working directory 中選擇文件存放的位置，在Job Name 中輸入 biyesheji2,然后點(diǎn)擊Run，便進(jìn)入ansys的工作界面。 2，定義單元類型及材料屬性：選擇 Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete。彈出的對話框，單擊“Add”按鈕；在左側(cè)列表中選擇 “not solve”和“mesh facet 200”,單擊OK， 然后單擊“option”按鈕，設(shè)置K1為“quad8-node”,單擊ok。繼續(xù)單擊“add” 按鈕，左側(cè)列表中選“Structural Solid”在右側(cè)列表中選“Brick 20 node 95”, 單擊“Ok” 按鈕. 選擇Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models。彈出的對話框，在右側(cè)列表中依次雙擊“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”，彈出的對話框，在“EX”文本框中輸入2e11（剛性材料彈性模量），在“PRXY” 文本框中輸入0.3（泊松比），單擊“Ok” 按鈕。 3，創(chuàng)建兩個(gè)圓環(huán)面：選擇Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→By dimension.將大孔的兩個(gè)半徑輸入，然后單擊“apply”,再第三個(gè)空格輸入“45”，如下圖： 圖5-2 輸入大孔數(shù)據(jù) 4，生成矩形面：選擇Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Rectangle→By dimension,在彈出的對話框中，輸入矩形的數(shù)據(jù)，第一次輸入如圖的數(shù)據(jù)，單擊apply后，分別輸入“-0.18，-0.12，0 , 0.03： 5-2 輸入矩形的數(shù)據(jù) 5，轉(zhuǎn)換工作平面后創(chuàng)建另外兩個(gè)圓環(huán)面： a, 平移工作面：選擇utility menu→workplane→offset wp to → XYZ locations。在彈出的對話框中輸入“0.62”，單擊OK，然后將激活的坐標(biāo)系設(shè)置為工作平面坐標(biāo)系utility menu→workplane→change active cs to→working plane . b, 創(chuàng)建另外兩個(gè)圓環(huán)面，步驟和前面一樣。輸入兩個(gè)圓環(huán)的半徑的數(shù)據(jù). C, 面疊分操作：Main Menu→Preprocessor→Modeling→operate→Booleans→Overlap→Areas,彈出對話框，拾取編號(hào)為A1,A2,A3,A4面，然后拾取 A5，A6的面，生成的結(jié)果如下圖： 5-3 生成結(jié)果 6，創(chuàng)建兩圓環(huán)之間的面： a,激活坐標(biāo)系，創(chuàng)建4個(gè)新的關(guān)鍵點(diǎn)：選擇utility menu→workplane→change active cs to→Global Cartesian.然后Main Menu→Preprocessor→Modeling→Keypoints→ in active cs.在彈出的對話框中依次輸入下表格的數(shù)據(jù)。 編號(hào) X方向 Y方向 28 0.25 0.05 29 0.325 0.04 30 0.4 0.033 31 0.475 0.028 b, 激活總體柱坐標(biāo)系，創(chuàng)建樣條