有限元论文
有限元法在计算电磁学中的应用毕设论文完整版
目录1.绪论 (3)1.1 电磁场理论概述 (3)1.2 有限元法概述 (3)1.2.1有限元的发展历史 (4)1.2.2有限元方法分析过程及其应用 (6)1.2.3 有限元方法的分析过程 (6)1.2.4 有限元方法的应用 (7)2 电磁场及有限单元法的理论基础 (9)2.1矢量及其代数运算 (9)2.1.1 矢量的基本概念 (9)2.1.2 矢量函数的代数运算规则 (11)2.2矢量函数和微分 (12)2.2.1矢量函数的偏导数 (13)2.2.2 梯度，散度和旋度的定义 (14)2.3 矢量微分算子 (15)2.3.1 微分算子∇的定义 (15)2.3.2 含有∇算子算式的定义和性质 (16)2.3.3 二重∇算子 (18)2.3.4 包含∇算子的恒等式 (19)2.4 矢量积分定理 (19)2.4.1高斯散度定理 (19)2.4.2 斯托克斯定理 (20)2.4.3 其他积分定理 (20)2.5 静电场中的基本定律 (20)2.5.1 库仑定律 (20)2.5.2电场强度E (22)2.5.3 高斯定律的积分和微分形式 (23)2.6 静电场的边界条件 (26)2.6.1电位移矢量的法向分量 (26)2.6.2电场强度的切向分量 (27)2.6.3 标量电位的边界条件 (29)2.7 泊松方程和拉普拉斯方程 (30)2.8 静电场的边值问题 (31)2.8.1边值问题的分类 (31)2.8.2 静电场中解的唯一性定理 (32)3.有限单元法 (34)3.1 泛函及泛函的变分 (34)3.2 与边值问题等价的变分问题 (35)3.2.1与二维边值问题等价的变分问题 (35)3.2.2平衡问题的变法表示法 (37)3.3 区域剖分和插值函数 (41)3.3.1定义域的剖分 (41)3.3.2 单元内局部坐标系中φ的近似表达式—插值函数 (45)3.4 单元分析 (48)3.5总体合成 (50)3.6 引入强加边界条件 (53)4.有限单元法的具体应用 (53)5.结束语 (64)参考文献 (65)致谢 (65)1.绪论1.1 电磁场理论概述自1873年J.C.Maxwell建立电磁场普遍运动规律并预言电磁波存在以来，电磁场理论及其应用受到了物理学研究者广泛而深入的研究，这些研究对20世纪物理学的几个重大理论体系（相对论理论），量子理论等）的建立起了重大的作用。
有限元分析毕业论文
有限元分析毕业论文有限元分析毕业论文毕业论文作为大学生毕业的重要一环，对于学生来说具有重要的意义。
而对于工程类专业的学生来说，有限元分析毕业论文是一个非常常见的选题。
有限元分析是一种数值计算方法，用于解决工程问题中的结构力学、热传导、流体力学等问题。
在本文中，将探讨有限元分析毕业论文的一些常见选题和研究方法。
1. 选题的重要性选题是毕业论文的第一步，也是最重要的一步。
一个好的选题能够保证研究的深度和广度，同时也能够提高论文的实用性和学术价值。
在选择有限元分析毕业论文的选题时，可以从以下几个方面考虑：1.1 实际工程问题：选择一个与实际工程问题相关的选题，能够增加论文的实用性。
可以选择一些工程结构的强度分析、疲劳分析、振动分析等问题作为选题。
1.2 前沿研究方向：选择一个前沿研究方向的选题，能够提高论文的学术价值。
可以选择一些新材料的力学性能研究、多物理场耦合问题的分析等作为选题。
1.3 工程实践应用：选择一个与工程实践应用相关的选题，能够增加论文的实际意义。
可以选择一些工程结构的优化设计、材料的选型等问题作为选题。
2. 研究方法的选择在进行有限元分析毕业论文的研究时，需要选择合适的研究方法。
有限元分析是一种数值计算方法，通过将结构分割成有限数量的元素，建立数学模型，利用计算机进行求解。
在选择研究方法时，可以考虑以下几个方面：2.1 网格划分方法：网格划分是有限元分析的第一步，对于分析结果的准确性和计算效率有着重要的影响。
可以选择一些常用的网格划分方法，如四边形单元、三角形单元等。
2.2 材料模型选择：材料模型是有限元分析中的一个重要组成部分，对于结构的力学性能分析有着重要的影响。
可以选择一些常用的材料模型，如线性弹性模型、非线性弹性模型等。
2.3 荷载施加方式：荷载施加方式是有限元分析中的另一个重要组成部分，对于结构的响应分析有着重要的影响。
可以选择一些常用的荷载施加方式，如集中力、均布力等。
3. 实例分析为了更好地理解有限元分析毕业论文的研究方法，下面将以一个实例进行分析。
有限元论文
有限元分析及数值模拟课程论文班级：机电02 班学号：1403180333姓名：辣鸡有限元分析发展介绍与发展趋势摘要1965年"有限元"这个名词第一次出现,到今天有限元在工程上得到广泛应用,经历了三十多年的发展历史,理论和算法都已经日趋完善。
有限元的核心思想是结构的离散化,就是将实际结构假想地离散为有限数目的规则单元组合体,实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析,这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。
本文从应用的角度对系统进行建模分析，把目前应用和后继发展进行兼顾考虑，随着ansys的发展，该课题还存在大量的后续研究工作。
关键字：有限元分析，结构计算，结构设计，发展趋势Abstract1965 "finite element" the term first appeared, and today is widely used finite element in engineering, experienced more than 30 years of development history, theory and algorithms have been maturing. The core idea is to discrete finite element structure is supposed to be the actual structure of a finite number of discrete units combination rules, the physical properties of the actual structure can be analyzed by a discrete body, come to meet the engineering precision approximation to replace analysis of the actual structure, so that the theoretical analysis can solve complex problems they can not solve many practical projects need to be addressed.From the application point of the system modeling and analysis, to be considered taking into account the current application and subsequent development, ansys with the development of the subject there is a lot of follow-up research.Key Words：Finite element analysis, structural calculation, structural design, development trends目录摘要 (2)Abstract (3)一、ANSYS 介绍 (4)二、应用分析类型 (4)三、软件处理 (7)四、ANSYS 优势及其发展趋势 (10)总论 (14)参考文献 (15)一、ANSYS 介绍ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
ABAQUS有限元分析毕业论文
1.1.1振动与冲击对电子设备的危害
在电子设备所处的机械环境中，各种机械力和干扰形式都有可能对设 备的可 靠性造成危害，其中危害最大的是振动和冲击。它们造成的危害主
要有两种：
(1)设备在某一激振频率下导致振幅很大的共振现象，最终因振动加速
度超 过设备所能承受的极限加速度而破坏；或者由于冲击所产生的冲击力
Studying the general analysis method and solving process of the phone'flip con tact and impact duing dropp ing with fin ite eleme nt an alysis simulati on tech no logy based on the con tact dyn amics will be the set up for non li near simulati on an alysis」t is be provied that simulati on method with complex structure,duri ng dropp ing impact load and comb ined with con tact dyn amics and fin ite eleme nt an alysis method.
Drop and impact are ofen see n in engin eeri ng practice and recog ni zed as a con tact collision problem,and the problem shows highly characteristics of nonlinearity. Normally it'effective method to solve dropping issue complex structure with finite element method and actual dropping test data,and it will improve the precision of finite element simulation.So the analysis and research for drop phenomena with finite element method is important in both theoretical and engineering fields.
联轴器的有限元分析毕业论文.doc
联轴器的有限元分析毕业论文目录引言 (1)第1章ANSYS软件及其应用 (3)1.1ANSYS界面、技术种类 (3)1.2分析类型 (3)1.3处理模块 (5)第2章凸缘联轴器 (7)2.1凸缘联轴器的简介 (7)2.3凸缘联轴器的三维模型建立 (8)2.4对凸缘联轴器的三维图形开始有限元分析 (11)2.4.1三维图形导入ANSYS (11)2.4.3划分网格 (13)2.4.4施加载荷 (14)2.4.5开始求解 (15)2.4.6查看求解结果 (16)第3章十字轴式万向联轴器 (19)3.1十字万向联轴器的简介 (19)3.2十字轴式万向联轴器的实体模型及二维尺寸图形 (20)3.3三维模型建立过程 (20)3.4对十字轴式万向联轴器的三维图形开始有限元分析 (22)3.4.1三维图形导入ANSYS (22)3.4.2定义类型、材料等 (22)3.4.3划分网格 (23)3.4.4定义边界类型及施加载荷 (24)3.4.5开始求解 (25)3.4.6查看求解结果 (25)结束语 (29)参考文献 (30)致谢 (31)引言1.1联轴器性能、功用及分类它是一种常见的轴系零件在机械传动系统中，其基本功能是用于两个连接（有时也用于链接和其他旋转部分），并能传递运动和转矩。
联轴器的可用的方面是很广的，遍布众多的领域，它的种类非常多多，数量极其大的基本的部件。
相比于齿轮传动，带传动和一系列的传动机构，传动机构耦合具有着非常特殊的功能，不是其他机制可代替的。
我们需要把一根轴上的扭矩/转速用较大的轴与轴之间的夹角传送到距离比较远，角度有可能随时变化的另外一根轴的时候，一般只可能选择联轴器传动来实现这类传送。
联轴器的种类是非常多的，而且它的使用范围也随时间慢慢变广，并且一直不断地被更新换代。
如果是按照传递转矩来看的话，它可以分为大的和小的两种；如果在与速度特性一致，可分为非恒定型，准恒定型，速度型；在正常情况下，根据其没有赔偿能力的相对位移，可分为刚性、弹性联轴器，两种联轴器。
有限元分析毕业论文
有限元分析毕业论文有限元分析毕业论文毕业论文是研究生阶段最重要的学术任务之一，对于工程类专业的学生来说，有限元分析是一个常见的研究方向。
有限元分析是一种数值计算方法，通过将复杂的物理问题离散为有限数量的小元素，再通过数学方法对这些小元素进行计算，从而得到整个系统的行为和响应。
在工程领域，有限元分析被广泛应用于结构力学、流体力学、热传导等领域。
首先，有限元分析毕业论文的引言部分应该简要介绍研究背景和目的。
例如，如果研究的是某种材料的力学性能，引言可以从介绍该材料的重要性和应用领域开始，然后阐述目前对该材料力学性能研究的现状和不足之处，最后明确本论文的研究目的和意义。
接下来，论文可以介绍有限元分析的基本原理和方法。
有限元分析的核心是将复杂问题离散为小元素，每个元素的行为可以用简单的数学模型描述。
这些元素组成了整个系统的有限元模型，通过求解这个模型得到系统的响应。
在介绍有限元分析的基本原理时，可以引用一些经典的理论和公式，例如虚功原理、有限元离散化方法等。
然后，论文可以详细介绍研究对象的建模和参数设置。
在有限元分析中，准确的模型和参数设置对于研究结果的可靠性和准确性至关重要。
研究对象可以是一个结构件、一个材料样品或者一个流体系统，根据具体情况选择合适的建模方法和参数设置。
例如，如果研究的是某种材料的力学性能，可以通过实验测试获得材料的力学参数，并将其作为有限元模型的输入。
接下来，论文可以介绍有限元分析的求解方法和计算过程。
有限元分析的求解过程可以分为预处理、求解和后处理三个步骤。
预处理阶段主要包括建立有限元模型、设置边界条件和加载条件等；求解阶段是通过数值计算方法求解有限元模型得到系统的响应；后处理阶段是对求解结果进行分析和解释。
在介绍求解方法和计算过程时，可以结合具体例子进行说明，以增加论文的可读性和实用性。
最后，论文可以通过对研究结果的分析和讨论来验证研究的有效性和可靠性。
分析和讨论可以从多个角度进行，例如对比实验结果、敏感性分析、参数优化等。
有限元分析论文写作范文(专业推荐6篇)
有限元分析论文写作范文（专业推荐6篇）车架作为汽车的承载基体，安装着发动机、传动系、转向系、悬架、驾驶室、货厢等有关部件和总成，承受着传递给它的各种力和力矩。
车架工作状态比较复杂，无法用简单的数学方法对其进行准确的分析计算，而采用有限元方法可以对车架的静动态特性进行较为准确的分析，从而使车架设计从经验设计进入到科学设计阶段。
以下是我们为你准备的6篇有限元分析论文，希望对你有帮助。
有限元分析论文范文第一篇：油罐运输车的有限元分析及优化摘要：为验证油罐运输车的结构强度是否满足使用要求，运用有限元仿真分析方法分别建立其弯曲、扭转、紧急制动3种工况的模型并进行了最大应力分析。
结果显示，罐体结构的应力小于材料的屈服应力，在满足使用要求的基础上，采用尺寸优化分析方法减薄罐体的厚度可实现轻量化。
关键词：油罐运输车；有限元分析；尺寸优化伴随着世界经济持续发展，石油、天然气的需求逐步增加，油罐车作为短途运输交通工具发挥着重要的作用。
存在部分结构不合理和整车质量过重现象及潜在运输的危险性，同时使得运输成本增加。
因此基于CAD/CAE技术对整车进行结构分析与轻量化设计,可以提高产品的科技含量，为企业以后的生产提供设计指导。
1罐车有限元模型的建立1.1单元类型的选择罐体单元主要采用单元类型中的壳单元来划分网格，车架部分由于用梁单元不能分析应力集中问题，所以同样采用壳单元来划分车架网格，这样可以准确地得出分析结果。
罐体的单元选用四边形壳单元（QUAD4），在几何形状复杂的位置可以采用少量的三角形单元（TRIA3）来过渡，以满足总体网格质量的要求，通常要求三角形单元占总单元数的比例不超过5%【2】.罐体以及车架的单元全部为10mm尺寸单元。
1.2罐体与车架连接方式罐体与前后封头、罐体与防波板以及加强板与相应连接部件之间用节点耦合的方式模拟焊接。
大梁与副车架之间的连接采用ACM单元。
ACM单元模拟的是一种特殊的焊接方法（AreaContactMethod），不同于刚性单元结点连接的方法。
有限元课程论文
引言有限元方法发展到今天。
已经成为一门相当复杂的实用工程技术。
有限元分析的最终目的是还原一个实际工程系统的数学行为特征。
即分析必须针对一个物理原型准确的数学模型。
模型包括所有节点、单元、材料属性、实常数、边界条件以及其他用来表现这个物理系统的特征。
ANSYS(analysis system)是一种融结构、热、流体、电磁和声学于一体的大型CANE通用有限元分析软件，可广泛应用于航空航天、机械、汽车交通、电子等一般工业及科学研究领域。
该软件提供了不断改进的功能清单，具体包括：结构高度非线性分析、电磁分析、计算流体力学分析、设计优化、接触分析、自适应网格划分及利用ANSYS参数设计语言扩展宏命令功能。
ANSYS的学习、应用是一个系统、复杂的工程。
由于它涉及到多方面的知识，所以在学习ANSYS的过程中一定要对ANSYS所涉及到的一些理论知识有一个大概的了解，以加深对ANSYS的理解。
关键词:建模、网格划分、加载带轮淬火的瞬态热分析一、实验目的1、熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。
2、能利用ANSYS软件对梁结构进行静力有限元分析。
3、加深有限元理论关于网格划分概念、划分原则等的理解。
二、ANSYS软件应用介绍ANSYS是一种广泛的商业套装工程分析软件。
所谓工程分析软件，主要是在机械结构系统受到外力负载所出现的反应，例如应力、位移、温度等，根据该反应可知道机械结构系统受到外力负载后的状态，进而判断是否符合设计要求。
一般机械结构系统的几何结构相当复杂，受的负载也相当多，理论分析往往无法进行。
想要解答，必须先简化结构，采用数值模拟方法分析。
（一）ANSYS软件主要特点1. 唯一能实现多场及多场耦合分析的软件2.唯一实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型FEA软件3.唯一具有多物理场优化功能的FEA软件4.唯一具有中文界面的大型通用有限元软件5．强大的非线性分析功能，多种求解器分别适用于不同的问题及不同的硬件配置6.支持异种、异构平台的网络浮动，在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容 ;强大的并行计算功能支持分布式并行及共享内存式并行 ;多种自动网格划分技术7. 良好的用户开发环境(二)、ANSYS的分析研究过程1、前处理（1）建模有限元分析的最终目的是还原一个实际工程系统的数学行为特征，即分析必须针对一个物理原型准确的数学模型，模型包括所有节点、单元、材料属性、实常数、边界条件以及其他用来表现这个物理系统的特征。
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机械结构有限元分析
作业名称：基于ANSYS的机械结构仿真学生姓名：陆宁
学号：
班级：机械电子工程103班
指导教师：谢占山老师
作业时间： 2013.05.28 二零一二----二零一三第二学习期
基于ANSYS的机械结构仿真
摘要：介绍了ANSYS优化设计模块，并针对机械结构优化设计给出了具体设计步骤，利用实例分析介绍ANSYS在机械结构优化设计中的应用。
证明了ANSYS优化设计模块在机械结构优化设计上的方便性和可行性，为从事机械优化设计人员提供了新的方法和思路。
关键词：机械结构；ANSYS；优化设计；悬臂梁
前言：有现场合，比如，在研究桥梁的受迫振动时，由于激振载荷和和桥梁自重比较接近，所以桥梁自重是必须考虑的因素。
激振载荷是正弦载荷，桥梁自重是静载荷，此时桥梁同时受静载荷和正弦载荷的作用。
当结构只作用于静载荷时，可以用静力学分析计算其应力、应变等；当结构只作用于正弦载荷时，可以对其进行谐响分析。
但是当结构同时作用于静载荷和正弦载荷时，却无法单独用静力学分析或谐响应分析来求解问题，因静力学分析要求载荷恒定，谐响应分析施加的载荷都是正弦载荷。
如果用瞬态分析，则载荷就不能是从负无穷时刻到正无穷时刻的周期函数，即施加载荷要对正弦载荷进行加窗处理，势必存在误差，此时就应用有限元法进行分析。
一、基于ANSYS参数化语言的机械结构优化设计概述
机械最优化设计是在现代计算机广泛应用的基础上发展起来的一门新学科，是根据最优化原理和方法综合各方面的因素，以人机配合方式或/自动探索0方式在计算机上进行的半自动或自动设计，以选出在现有工程条件下最佳设计方案的一种现代设计方法.人机连接的传媒是靠一些编程语言来实现，例如C、C十十、VC、FOR-TRAM 等等，这些语言要求用户必须有深厚的理论知识，对于普通用户实现起来就显得很困难。
ANSYS软件是容结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件，其内嵌的参数化设计语言(APDL)用建立智能分析的手段为用户提供了自动完成循环的功能，即程序的输入可设定为根据指定的函数、变量以及选出的分析标准作决定.这样的功能扩展完全满足优化设计的要求，而且其强大的前处理建模、可视化界面也是其他优化语言所无法比拟的，更重要的是ANSYSAPDL编程语句简单，更具人性化即使是普通用户也能够掌握。
目前，关于利用ANSYS进行机械优化设计的文献鲜有报道[C17，本文具体剖析了ANSYS优化设计模块，并运用ANSYS12.0的参数化语言求解机械工程设计中的优化问题，给出了在机械优化设计方面的实现方法和具体实例，旨在为从事机械优化设计的人员提供一种新的方法和思路。
二、原理分析
根据有限元理论，求随时间变化的载荷作用下的系统响应，主要是解系统的动力方程式
'''M C K R
δδδ++= （1） 式中 δ————系统的总体位移阵列；
M ————系统的质量阵列；
C ————系统的阻尼阵列；
K ————系统的总体刚度阵列；
R ————系统的总体载荷阵列。
即
0'''()M C K f t R δδδ++=+ (2)
将式子分解为两个方程 '''()M C K f t δδδ++= (3)
'''M C K R δδδ++= (4) 由于在静载荷0R 的作用下，结构的位移δ为常量，其速度、加速度为零，故方程（4）可简化为
0K R δ=
设1δ为式（3）的解，2δ为式（5）的解，由于线性系统矩阵M 、C 、K 为常量矩阵，显然12δδδ=+为原方程（2）的解。
三、结果的叠加
当利用有限元软件求解结构问题时，位移δ是基本解，可以通过求解有限元方程直接得到。
当对结构进行强度计算时，更需要的结果是应力、应变等，以及这些数据的最大值。
这些数据是导出结果，是在求解阶段在基本解基础上计算出的结果。
对结果的叠加不仅是对位移的叠加，而且要对其他导出结果进行叠加。
由于结构作用载荷是随时间变化的，所以各种结果不仅是与位置有关、而且也是随时间变化的。
在ANSYS 软件中，对结果进行处理使用普通后处理器POST1或时间历程后处理器POST26。
对两个载荷作用下的结果进行叠加。
使用普通后处理器的载荷工况方法是一种选择。
由于需要进行谐响应分析以得到载荷时结构的解，而ANSYS 谐响应分析给出的结果是结果的实部和虚部，载荷工况方法无法通过处理得到结构随时间的结果。
例如，想得到结构最大应力出现在哪一时刻、结构的哪一点，载荷工况方法难以做到。
因此，处理结果叠加问题必须开发新的方法和手段。
利用ANSYS 对单独作用正弦载荷()f t 和静载荷0R 的结构进行分析，可以得到相应的位移1δ和2δ和虚部1i δ。
将1δ和2δ进行叠加，并用时间函数形式表示
21121cos sin r i r wt wt δδδδδδ=+=-+ （6）
式中 w ————正弦载荷()f t 的频率
按方程（6）可以计算出结构任意时刻的总体位移阵列，该时刻相应的应变和应力为 e B εδ= （7）
式中 B ————单元几何矩阵；
e
δ————单元节点位移列阵； ε————单元内任意一点的应变。
D σε= （8）
式中
D ————弹性矩阵 σ————单元内任意一点的应力
由此可见，叠加时可以由位移解1δ和2δ按式（6）计算出时刻t 时结构的位移，然后代入式（7）或式（8）计算可得到结构应力和应变，或者将叠加的位移结果作为载荷加到结构上，进行一次静力学分析也可以得到结构的应力和应变。
四、悬臂梁结构优化设计实例
问题描述：
图1所示为一正方形截面悬臂梁，截面边长为5mm ，梁长为100mm 。
材料弹性模量Ｅ＝２×1110Ｐａ，泊松比μ＝０.３，密度ρ＝７８００ｋｇ／3
m 。
在梁的悬臂端作用有沿ｙ方向的正弦集中力228cos(20)t N ππ+
，为使结果数据接近，ｙ方向的重力加速度取2500/m s 。
图１为在正弦载荷单独作用下结构的z σ虚部（实部为零）的分
布情况，最大应力点在悬臂端截面的角点处，值为１５５MPa。
图2
的分布情况，最大应力点仍在悬臂端为在重力单独作用下结构的z
截面的角点处，值为27MPa。
图3为最大应力点处应力在一个周期内的叠加结果，可见为时间的正弦曲线，最大值为188MPa，发生在0.05s 时刻，最小值为-129MPa，迭代正确。
图4为t=0.05s时叠加后的模型应力分布。
图1 正弦载荷作用下结构的应力
图2 静载荷作用下结构的应力
图3 最大应力点应力变化情况
图4 t=0.09s时模型的应力分布
五、结语
通过关于ANSYS在机械优化设计上的介绍及具体算例分析可得出如下结论:
(1)应用ANSYS优化设计模块并借助APDL语言功能进行机械结构优化设计，经过实例验证，表明是一种工程技术人员不用编写程序而又可以用计算机解决工程实际问题的快速可靠、简单易行的方法。
(2) ANSYS APDL中允许设置60个设计变量和100个状态变量的能力足可以满足工程实际优化问题的要求，这是其他编程语言所不能比拟的。
(3) A N SY S软件计算精度高，误差在工程要求范围之内，满足工程要求。
六、参考文献：
[1] 程耿东，顾元宪，王健.我国机械优化研究与应用的综述和展望[J].机械强度，1995, 17 (2) : 68--73.
[2] 刘涛，杨凤鹏.精通ANSYS[M ].北京:清华大学出版社，2002. 326- 331.
[3] 王国强.实用工程数值模拟技术及其在ANSYS上的实践[M ].西安:西北工业大学出版社，1999. 453--468.
[4] 高耀东，李强.ANSYS机械工程应用精华60例.北京：电子工业出版社，2012,6.。