力学建模论文模板
力学建模论文模板
工程力学专业力学建模论文题目：空间梁柱结构有限元分析专业：工程力学班级： 09-2班姓名：侯德森学号： 14号一、引言1.工程背景：空间梁柱结构在竖向荷载和地震作用下，框架节点主要承受柱传来的轴向力、弯矩、剪力和梁传来的弯矩、剪力。
节点区的破坏形式为由主拉应力引起的剪切破坏。
如果节点未设箍筋不足，则由于抗剪能力不足，节点区出现多条交叉斜裂缝，斜裂缝间混凝土被压碎，柱内纵向钢筋压屈。
国内外大地震的震害表明，钢筋混凝土框架节点在地震中多有不同程度的破坏，破坏的主要形式是节点核芯区剪切破坏和钢筋锚固破坏，严重的会引起整个框架倒塌。
节点破坏后的修复也比较困难。
框架节点是框架梁柱构件的公共部分，节点的失效意味着与之相连的梁与柱同时失效。
另一方面，混凝土构件中钢筋屈服的前提是钢筋必须有可靠的锚固，相应地塑性铰形成的基本前提也是保证梁柱纵筋在节点区有可靠的锚固。
根据“强节点弱构件”的设计原则，在框架节点的抗震设计中应满足：节点的承载力不应低于其连接构件(梁、柱)的承载力，梁柱纵筋在节点区应有可靠的锚固。
2.力学模型分析：遵循认识论的规律，其研究方法是首先从生活、工程或实验中观察各种现象，从复杂的现象中抓住共性，找出反映事物本质的主要因素，略去次要因素，经过简化，把作机械运动的实际物体抽象为力学模型（mechanical model），建立力学模型是工程力学研究方法中很重要的一个步骤。
因为实际中的力学问题往往是很复杂的，这就需要对同一个研究对象，为了不同的研究目的，进行多次实验，反复观察，仔细分析，抓住问题的本质，做出正确的假设，使问题理想化或简化，从而达到在满足一定精确度的要求下用简单的模型解决问题的目的。
建立了力学模型以后，还要按照机械运动的基本规律和力学定理，对力学模型进行数学描述，建立力学量之间的数量关系，得到力学方程，即数学模型（mathematical model）。
然后，经过逻辑推理和数学演绎进行理论分析和计算，或用计算机求数值解。
力学受力模型报告模板
力学受力模型报告模板在物理学中，力学是一门研究物体运动和力的关系的学科。
力学的一个重要分支是受力模型，它用来描述物体受到的各种力以及这些力对物体运动的影响。
在本文中，我们将介绍一个力学受力模型的报告模板，用于展示和分析不同受力模型的情况。
受力模型的基本概念在力学受力模型中，我们通常要考虑以下几个方面：•物体的运动状态：物体可能在静止状态、匀速直线运动或做曲线运动。
•受到的力：物体可能受到多个力的作用，这些力可能是接触力、重力、弹性力、摩擦力等。
•受力原理：力学受力模型的基本原理是牛顿第一定律和牛顿第二定律，它们用来描述物体运动状态和受力情况。
报告模板的结构为了更好地展示一个受力模型的情况，我们可以按照以下结构来撰写力学受力模型报告：实验目的在这一部分，我们将介绍实验的目的和研究问题的背景。
例如，我们可能要研究特定条件下物体的运动状态和受力情况，并探究它们的关系。
实验装置和方法在这一部分，我们将介绍实验所使用的装置和实验方法。
例如，我们可能要使用一些测力计、摆锤等仪器来测量物体的受力和运动状态，并通过各种方法来分析和解释实验结果。
实验结果在这一部分，我们将陈述实验的结果和数据。
我们可以使用各种图表和表格来展示实验结果，例如受力分析图、受力与运动状态的关系图等。
实验分析在这一部分，我们将对实验结果进行分析和解释。
我们可以探究不同受力模型的特点，分析它们对物体运动和受力的影响，并推断出可能的物理规律和关系。
结论在这一部分，我们将总结实验的主要结论和研究成果，指出其在实践中的意义和应用。
我们还可以探讨可能存在的不确定性和误差，并提出可能的改进方法。
结论力学受力模型报告模板可以帮助我们更好地展示和分析不同受力模型的情况。
通过遵循上述结构，我们可以以清晰、简明的方式向读者传达实验的过程、结果和分析。
同时，我们还可以在实践中应用这个模板，探索不同实验条件下的物理规律和关系，以推动科学研究的进一步发展。
工程力学论文
石家庄铁道学院毕业论文单斜塔斜拉桥主塔提升受力分析Analysis of Main Tower of Cable-stayedBridge with Single Skew Tower during itsHoisting Process届系工程力学专业工程力学摘要本文以天津市泰达天桥——单斜塔斜拉桥为背景，研究单斜塔斜拉桥主塔提升的受力情况。
整个课题的研究过程采用了有限元的分析方法，利用工程分析软件ANSYS 进行建模求解。
首先根据设计图纸建立该桥完整的初始空间有限元模型，并根据设计内容的要求施加自重和相应的风荷载，然后求解并对提升系统在提升到不同角度时的反力、位移和应力等进行理论分析以确保主塔提升过程的安全可靠。
根据受力情况塔架采用了Link8和Beam4两种单元，主塔采用了Shell63单元，索采用了Link10单元。
计算结果表明单元的选取都是合理的；应力的最值出现在提升索和主塔的连接处，存在应力集中的现象，在排除了局部应力集中的情况下，整个提升过程安全可靠，因此，在施工过程中对局部应力集中处采取有效的加固措施显得至关重要；结果分析显示提升索力的变化是非线性的，提升起始阶段的索力较大，随后索力不断减小，接近提升终止时，提升索力又变大。
提升索的最大索力为2150kN，出现在提升的终止阶段；变形最大的点一般出现在吊梁的中点附近，但并未超出允许值。
关键词：单斜塔斜拉桥有限元分析提升过程AbstractTianjin Taida flyover, a single skew tower cable-stayed bridge is used as the background in this paper. The stress of the main tower of cable-stayed bridge with single skew tower during its hoisting process is researched here. The whole design process uses the finite element method and uses ANSYS, an engineering analysis software, to mode and solve.The initial space finite element model of the bridge is established firstly, according to its drawings. At the same time, the dead weight of the bridge and the corresponding wind loads are also imposed on the bridge according to the design requirements. Then reaction force, displacement and stress are analyzed when the system is enhanced to different angles in order to ensure the safety and reliability of the main tower during its whole hoisting process. The tower frame uses two elements, Link8 and Beam4, according to the force conditions. The main tower uses the Shell63 element and the cables use the Link10 element. The results prove that the selections of these elements are reasonable. The biggest value of the stress is at the connection of the main tower and the lifting-cable, where exists the phenomenon of stress concentration. The hoisting process is safe and reliable when the local stress concentration is eliminated. So it is very important to strengthen the positions of the local stress concentration during the construction process. The change of the lifting-cable tension is nonlinear showed by the results. The value is larger at the beginning of the lifting process and it decreases during the process. The value of the lifting-cable tension turns larger again when the whole process is close to the end. The biggest value is 2150 kN and it happens at the end of the process. The point which happens the greatest deformation is always at the midpoint of the hanging beam and it does not exceed the allowable value.Key words: Single Skew Tower Cable-Stayed Bridge Finite Element Analysis Hoisting Process目录第1章绪论 (1)1.1 课题研究的目的意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 斜拉桥的发展现状 (1)1.2.2 转体施工的研究现状 (2)1.3 论文研究内容简介 (2)1.4 论文主要研究内容和研究方法 (3)1.5 论文研究方法及创新点 (3)第2章提升塔架的力学研究 (5)2.1 提升塔架结构计算书 (5)2.1.1 提升塔架结构简介 (5)2.1.2 提升塔架基础结构受力分析 (5)2.1.3 提升塔架基础强度计算 (5)2.2 管撑的构造力学计算 (6)2.3 分配梁L1、L2的力学构造计算 (7)2.4 吊梁的结构力学计算 (7)第3章有限元模型的建立 (9)3.1 有限元分析过程简介 (9)3.1.1 有限元系统基本构成 (9)3.1.2 ANSYS有限元分析过程 (9)3.2 实体建模的建立 (10)3.2.1 前言 (10)3.2.2 建立实体模型 (11)3.3 材料设置与网格划分 (13)3.3.1 前言 (13)3.3.2 Element Type确定单元类型 (13)3.3.3 几何模型网格划分 (15)3.4 总结 (17)第4章加载与求解 (18)4.1 简介 (18)4.1.1 荷载定义及分类 (18)4.1.2 实体模型载荷与有限元模型载荷的优缺点 (19)4.1.3 可能出现的问题 (20)4.2 提升塔架的风荷载计算规范 (20)4.2.1 风荷载 (20)4.2.2 风荷载的计算 (20)4.2.3 计算风压q (21)4.2.4 风压高度变化系数K h (21)4.2.5 风力系数C (22)4.2.6 迎风面积A (22)4.3 起重塔架的风荷载计算过程 (24)4.3.1 1-20m的风荷载计算 (24)4.3.2 20-40m的风荷载计算 (25)4.4 单斜塔的风荷载计算规范 (25)4.4.1 风荷载标准值及基本风压 (25)4.4.2 风压高度变化系数 (26)4.4.3 风荷载体型系数 (26)4.4.4 风振系数 (27)4.5 单斜塔风荷载的计算过程 (27)4.6 附录 (29)4.7 总结 (29)第5章结果数据的分析 (30)5.1 后处理器简介 (30)5.2 结果的图形和列表显示 (30)5.2.1 提升角度为9° (30)5.2.2 提升角度为20° (36)5.2.3 提升角度为30° (42)5.2.4 提升角度为40° (46)5.2.5 提升角度为46° (51)5.3 结果分析 (55)5.4 结论 (56)第6章结果数据的列表显示 (57)6.1 反力列表 (57)6.2 最大位移列表 (57)6.3 提升索和平衡索的轴力和轴向应力列表 (58)6.4 最大应力列表 (58)6.5 结论 (58)第7章结论与展望 (60)7.1 结论 (60)7.2 展望 (61)参考文献 (62)致谢 (63)附录 (64)第1章绪论1.1 课题研究的目的意义课题以天津市泰达天桥为研究对象，在了解斜拉桥基本知识和熟悉桥规、钢结构规范、起重机规范的基础上，进行提升塔架的构造设计，并采用有限元软件进行主塔钢结构提升塔架模型建立与计算，验算起重塔架的强度、刚度和稳定性；对提升整体系统及主塔进行强度与刚度校核，在对提升塔架进行受力分析时考虑自重(恒载)和风荷载，确保主塔提升过程安全可靠，并提出解决工程实际的建议，对即将来临的工作有积极的指导意义。
工程力学本科论文模板-2014版
摘要低地球轨道上的航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击，这些撞击损伤航天器飞行的关键系统，进而导致航天器发生灾难性失效。
为了保证航天员的安全及航天器的正常运行，微流星体及空间碎片防护结构设计是航天器设计的一个重要问题。
采用AUTODYN软件对球形弹丸超高速撞击防护屏所产生碎片云特性进行了数值模拟研究，通过与现有的实验结果比较验证数值模拟方法的有效性。
然后利用建立的数值模型研究防护屏厚度、撞击速度、弹丸直径等对碎片云特性的影响。
关键词微流星体超高速撞击碎片云数值模拟光滑质点动力学摘要要求：1、中文摘要一般为300字左右，外文摘要应与中文摘要内容相同。
摘要页勿需写出论文题目；2、中、外文摘要应各占一页，编排上中文在前，外文在后；3、摘要标题与文字部分不空行,关键词和摘要的文字部分要隔行书写;4、关键词是供检索使用的，是从论文中选出的用以表示全文主题内容的单词或术语，关键词一般为3~5个；AbstractAll spacecraft in low orbit are subjected to hypervelocity impacts by meteoroids and space debris. These impacts can damage spacecraft flight-critical systems, which can in turn lead to catastrophic failure of the spacecraft. In order to ensure the astronauts safety and spacecraft normal operation, the design of meteoroids and space debris protection configuration become an important problem of spacecraft design, The numerical simulation of debris cloud produced by projectile hypervelocity impact on bumper at normal have been carried out using the SPH(smooted particle hydrodynamics)technique of AUTODYN hydrocodes in this paper, the simulation results are compared with experimental results, and draw the conclusion that the numerical simulation is right. Then the effect of bumper thickness, impact velocity, projectile diameter on debris cloud has been investigated.Key words Meteoroid Hypervelocity Debris cloud Numerical simulation Smoothed particle hydrodynamics关键词要求：1、关键词新罗马小四，加粗，空两格；2、具体关键词新罗马小四，相邻空两格，首写字母大写；第二行对齐）目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 超高速撞击的国内外发展情况 (1)1.2.1 国外发展 (1)1.2.2 国内发展 (1)1.3 本文主要的研究内容 (2)第2章超高速撞击的数值模拟方法 (3)2.1 AUTODYN软件简介 (3)2.2 空间离散方法 (3)2.2.1 网格法 (3)2.2.2 无网格法 (4)2.3 材料模型 (4)2.3.1 状态方程 (5)2.3.2 强度模型 (5)2.3.3 失效模型 (5)2.4 碎片云及其主要特性 (5)2.5 本章小结 (6)第3章计算模型的建立及其验证 (7)3.1 计算模型的建立 (7)3.1.1 几何模型 (7)3.1.2 数值模拟方法的选取 (7)3.2 材料模型的选取 (8)3.3 计算模型的验证 (8)3.4 本章小结 (9)第4章碎片云特性的数值模拟分析 (10)4.1 碎片云形成及扩展过程分析 (11)4.2 弹丸直径对碎片云特性的影响 (11)4.3 弹丸撞击速度对碎片云特性的影响 (11)4.4 防护屏厚度对碎片云特性的影响 (11)4.5 本章小结 (11)结论 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附录 (17)中文目录要求：1、一级标题黑体小四，加粗，英文新罗马，加粗；两个字的一级标题中间空两格；2、摘要、结论与具体章节目录之间空一行；3、标题编号与标题名称之间空一格；4、标题与页码之间的圆点必须使用本模板提供的格式；5、按本模板编写论文，刷新当前目录即可生成新目录。
机械系统的力学建模与应用研究
机械系统的力学建模与应用研究引言：机械系统是现代工程领域中不可或缺的一部分。
它们广泛应用于各个行业，如汽车制造、航空航天、能源等。
机械系统的力学建模与应用研究是为了更好地理解和优化机械系统的运行和性能。
本文将探讨机械系统的力学建模方法以及其在实际应用中的研究。
一、力学建模方法1.1 刚体力学模型刚体力学模型是机械系统力学建模的基础。
刚体假设是指忽略物体的形变，将其视为不可压缩和不可变形的实体。
通过刚体力学模型，可以描述机械系统中物体的运动和相互作用。
刚体力学模型的建立需要考虑物体的质量、形状、惯性力等因素。
1.2 动力学模型动力学模型是机械系统力学建模的进一步发展。
它考虑了物体的运动和相互作用的动力学特性。
通过动力学模型，可以预测机械系统中物体的运动轨迹、速度和加速度等参数。
动力学模型的建立需要考虑物体的质量、惯性力、受力情况等因素。
1.3 有限元分析有限元分析是一种常用的力学建模方法。
它将机械系统划分为多个小的有限元，通过数值计算的方法求解每个有限元的运动方程，从而得到整个机械系统的力学行为。
有限元分析可以考虑复杂的几何形状和材料特性，适用于各种不同类型的机械系统。
二、力学建模应用研究2.1 汽车碰撞模拟汽车碰撞模拟是机械系统力学建模在汽车工程领域的应用之一。
通过建立汽车和障碍物的动力学模型，可以模拟汽车碰撞的过程，并预测碰撞后的车辆变形和受力情况。
这对于汽车设计和安全性评估具有重要意义。
2.2 航天器轨道设计航天器轨道设计是机械系统力学建模在航天航空领域的应用之一。
通过建立航天器和行星的动力学模型，可以优化航天器的轨道设计，使其实现预定的任务目标。
这对于航天器的发射、飞行和着陆具有重要意义。
2.3 机械振动分析机械振动分析是机械系统力学建模在工程振动领域的应用之一。
通过建立机械系统的动力学模型，可以分析机械系统的振动特性，如频率、振幅和模态等。
这对于机械系统的设计和优化具有重要意义。
结论：机械系统的力学建模与应用研究在现代工程领域中具有重要意义。
毕业论文——工程力学【用心整理精品资料】
＊***大学本科生毕业论文题目：基于ANSYS对三肢式塔架结构进行力学分析学生姓名:学号：专业：班级：指导教师:基于ANSYS对三肢式塔架结构进行力学分析摘要随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求,人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。
风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源.风能的利用，从风车到风力发电，证明了文明和科学进步。
塔架是风力发电机主要的承重部件，直接影响机组的稳定性和整体性能.本文利用ANSYS对大型风力发电机的塔架进行了数值仿真研究，为塔架的动态设计提供了理论依据。
在风压的作用下，进行了塔架的静强度分析,得出了塔架在各种载荷情况下的最大应力及最大位移,并验证了满足静强度要求。
根据多自由度模态分析理论,对水平轴风力发电机塔架的振动模态进行了模拟，提取了塔架的前五阶的固有频率和振型。
依据振动理论，塔架振动过程的能量主要集中于一、二阶频率处，而一、二阶振型均为摆振，因此摆振是塔架的主要振动方式。
利用ANSYS软件中的优化设计模块,以塔架的梁截面的长宽为设计变量，以材料的许用应力以及许用位移为约束，以塔架的体积为目标函数进行了优化设计，最终得到塔架梁截面长宽的最优值，并验证了优化后的塔架满足静强度。
关键词：强度 ;位移；变形；有限元分析 ;优化设计。
目录摘要............................................................................................................................ - I - Abstract ................................................................................................................. —II - 第一章绪论......................................................................................................... - 1 - 1。
弹性体力学模型论文素材
弹性体力学模型论文素材一、引言弹性体力学是研究固体在外力作用下发生形变，然后恢复到原始状态的力学学科。
它在工程、材料科学、地质学等领域中有着广泛的应用。
本文旨在探讨现有的弹性体力学模型，为进一步的研究提供素材。
二、背景弹性体力学模型通常基于材料的力学行为和微观结构来构建。
其中最常用的模型有胡克弹性模型、柯西弹性模型和Maxwell弹性模型。
胡克弹性模型是最简单的线性弹性模型，适用于线性弹性固体的研究。
柯西弹性模型则考虑到材料的剪切变形，在胡克弹性模型的基础上引入剪切弹性模量。
Maxwell弹性模型则通过串联多个弹簧和阻尼器来建立材料的应力-应变关系。
三、实验方法为了验证弹性体力学模型的准确性，研究者一般会通过实验来获取实际的应力-应变数据。
常见的实验方法包括拉伸试验、压缩试验、剪切试验等。
通过这些实验，可以得到材料在不同应力条件下的应变性能，然后将实验数据与弹性体力学模型进行对比。
四、模型适用性评估弹性体力学模型的适用性评估是确定模型的局限性和适用范围的过程。
常见的方法包括通过残差分析、F统计量和AIC准则来评估模型的拟合程度和预测能力。
此外，还可以通过与其他已有实验结果的对比来验证模型的准确性。
五、应用案例弹性体力学模型在工程和科学领域有着广泛的应用。
例如，在材料工程中，研究者可以通过弹性体力学模型来评估材料的机械性能和可靠性。
在地质学中，利用弹性体力学模型可以预测地震波传播、地壳变形等现象。
此外，弹性体力学模型还可以应用于生物力学、医学工程等领域。
六、研究挑战与未来展望弹性体力学模型的研究仍然存在一些挑战，例如非线性效应的建模、复杂材料的研究等。
未来，研究者可以采用更复杂的模型，结合实验和数值方法来深入探究材料的弹性性能。
此外，还可以将弹性体力学模型与其他学科的模型相结合，提高模型的预测能力和适用性。
七、结论通过对弹性体力学模型的理论及应用进行论述，本文提供了研究过程中所需的素材。
弹性体力学模型是研究固体材料力学性质的重要工具，可以应用于各个领域。
工程力学专业论文范文
工程力学专业论文范文工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术领域，是一门理论性较强、与工程技术联络极为亲密的技术根底学科，工程力学的定理、定律和结论广泛应用于各行各业的工程技术中，是解决工程实际问题的重要根底。
下面，为大家分享工程力学专业，希望对大家有所帮助！（1）地质体产生于一定的地质环境，地质体是由地质环境中按照某些构造排列的岩石、水等构成的，其具备非均匀性、非连续性的地理特征，无论是初始状态特性，还是流-固耦合特性都充分表达了地质体的独特性，区别于传统力学的研究对象。
地质力学界对地质体特性的研究并没形成一个统一的描绘方法，其中照旧存在很多的问题需要深化研究，这需要做好相关的室内试验，进展精细性的分析，获得丰富多样的本构关系，掌握地质力学的特殊规律。
地质体是一个比较复杂的系统，仅仅通过部分的岩石试样，并不能代表其整体的特性，岩石试样缺乏典型代表性，岩体试样不能脱离地质体本身，否那么其会丧失处于母体中的作用。
在某些状况下，获取试样，会导致其内在特性的改变。
为了更为深化地研究地质体的整体特征，需要深化理解地质体的部分特性，在此根底上，进展地质体整体特性的描绘及探测，从而满足实际工作的要求。
（2）地质体的特性与地质构造运动、地质环境亲密相关，从而影响到地质体的一系列的力学行为。
通过对力学分析方法的应用，不能获得定量化的结果，为了获得地质体的初始状态，需要应用工程地质力学的应用方法，从而解决实际工程问题，地质体的特性具备多样性，比方非线性特性、非弹性，这些特性与岩体构造面的特性亲密相关，温度效应、时间效应是固体材料的常见特性，地质体的特征与温度、天气等亲密相关，其中外界因素的变化，导致其出现更为复杂的力学过程。
（1）地质工程主要分为两类问题，地下工程问题，比方水电工程的地下隧道、地下核肥料、地下矿藏等区域的采空区，地质体的活动断层状况、软岩状况、透水状况等，对于工程的稳定运作产生一系列的影响，与工程建立、工程造价亲密有关，这类问题主要涉及到高地应力前提下的地质体的变化状况。
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工程力学专业力学建模论文题目：空间梁柱结构有限元分析专业：工程力学班级：09-2班姓名：侯德森学号：14号一、引言1.工程背景：空间梁柱结构在竖向荷载和地震作用下，框架节点主要承受柱传来的轴向力、弯矩、剪力和梁传来的弯矩、剪力。
节点区的破坏形式为由主拉应力引起的剪切破坏。
如果节点未设箍筋不足，则由于抗剪能力不足，节点区出现多条交叉斜裂缝，斜裂缝间混凝土被压碎，柱内纵向钢筋压屈。
国内外大地震的震害表明，钢筋混凝土框架节点在地震中多有不同程度的破坏，破坏的主要形式是节点核芯区剪切破坏和钢筋锚固破坏，严重的会引起整个框架倒塌。
节点破坏后的修复也比较困难。
框架节点是框架梁柱构件的公共部分，节点的失效意味着与之相连的梁与柱同时失效。
另一方面，混凝土构件中钢筋屈服的前提是钢筋必须有可靠的锚固，相应地塑性铰形成的基本前提也是保证梁柱纵筋在节点区有可靠的锚固。
根据“强节点弱构件”的设计原则，在框架节点的抗震设计中应满足：节点的承载力不应低于其连接构件(梁、柱)的承载力，梁柱纵筋在节点区应有可靠的锚固。
2.力学模型分析：遵循认识论的规律，其研究方法是首先从生活、工程或实验中观察各种现象，从复杂的现象中抓住共性，找出反映事物本质的主要因素，略去次要因素，经过简化，把作机械运动的实际物体抽象为力学模型（mechanical model），建立力学模型是工程力学研究方法中很重要的一个步骤。
因为实际中的力学问题往往是很复杂的，这就需要对同一个研究对象，为了不同的研究目的，进行多次实验，反复观察，仔细分析，抓住问题的本质，做出正确的假设，使问题理想化或简化，从而达到在满足一定精确度的要求下用简单的模型解决问题的目的。
建立了力学模型以后，还要按照机械运动的基本规律和力学定理，对力学模型进行数学描述，建立力学量之间的数量关系，得到力学方程，即数学模型（mathematical model）。
然后，经过逻辑推理和数学演绎进行理论分析和计算，或用计算机求数值解。
3.ansys相关理论介绍:ANSYS 是第一个除结构分析能力外，又具备电磁分析能力、以及业界领先的CFD及网格划分技术（CFX和ICEM CFD）的ANSYS软件版本。
并且，Workbench 还丰富了材料库，兑现了ANSYS公司对客户的承诺，也就是，针对市场提供集成化、模块化、可扩展的工程仿真解决方案。
作为ANSYS CFX最新和最为强大的版本，CFX 5.7可在Workbench的界面下，在统一的环境中轻松完成整个CFD仿真流程。
就如同一件精美的艺术品，用户可以通过它来完成CAD 的数据读取、几何处理、网格划分、物理环境设置、求解控制以及后处理，而不再需要在完全不同的产品中切换和处理数据库文件。
这标志着ANSYS在各类技术整合方面又迈出了坚实的一步，那就是将CFD和Workbench中的多物理求解器及各类CAE工具深入整合在一起。
同时，强大的ICEM CFD网格处理工具也被集成到Workbench，满足高质量的多体六面体网格划分及复杂装配需求。
结构静力分析:用来求解外载荷引起的位移、应力和力。
静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。
ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。
4.问题描述：空间梁柱结构如习题图7.5所示，横向（图中x轴）跨度为1.8m，纵向（图中z 轴）跨度为1.2m，柱高1.2m，柱顶四边对称起坡，起坡高度0.6m，顶点作用集中载荷20kN，四柱脚固定约束。
梁柱结构均为钢材，弹性模量为2.1×1011Pa,泊松比为0.3，密度为7850kg/m3。
柱横截面为工字型钢，主轴方向为纵轴（图中z轴），梁横截面为工字型钢，起坡斜梁为方钢管，所有截面尺寸及在结构中的布置如图所示。
a) 空间梁柱结构b) 柱截面尺寸c) 横梁截面尺寸d) 斜梁截面尺寸二、力学模型的建立和求解梁系结构也属于自然离散结构体系，因此其有限元分析过程与桁架结构（杆系结构）相似，也包括单元分析、结构分析、引入边界条件并求解等步骤。
对于平面梁单元，在计算其轴向变形时，每个节点将有轴向位移、横向位移和弯曲转角3个位移分量，以及轴力、弯矩和弯矩3个杆端力（矩）分量，因此其单元刚度矩阵应为一个6X6矩阵。
对于一般情况的空间梁单元，其一个节点具有6个运动自由度，包括3个线位移自由度和3个转动自由度。
其中线位移自由度包括一个轴向位移和两个平面外的横向位移，转动自由度包括1个扭转角和2个弯曲转角自由度。
一个节点具有6个杆端力（矩）分量，即3个杆端力分量和3个杆端力矩分量，因此，其单元刚度矩阵应为一个12X12矩阵。
梁系结构有限元分析的基本过程：（1）基本假定：a.空间梁单元的节点设为刚接，每个节点有6个自由度，即X、Y、Z方向的平面自由度和转动自由度。
b.杆件不仅承受轴向的拉力和压力，还承受弯矩作用。
(2)单元刚度矩阵(3)局部坐标系单元刚度矩阵(4)坐标变换(5)杆件整体坐标系的单元刚度矩阵(6)结构整体刚度矩阵(7)边界条件和求解由于该结构比较简单，故采用直接建立节点和单元的方法进行有限元模型的建立。
单元模型选择BEAM1、BEAM2、BEAM3都是BEAM188三维单元，单元长度为每个梁的长度。
求解过程：1.定义工作目录及文件名2.定义单元类型和材料属性单元类型：材料属性：3.创建几何模型Beam1：Beam2：Beam3：表：关键点坐标值 节点编码1 23 4 5 6 7 8 9 X 坐标 -0.9 0.9 0.9 -0.9 -0.9 0.9 0.9 -0.9 Y 坐标 1.2 1.2 1.2 1.2 1.8 Z 坐标 -0.6 -0.6 0.6 0.6 -0.6 -0.6 0.6 0.6表：线和方向点 线的编码 L1 L2 L3L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 关键点11 12 12111312141110101010生成单元模型图：L1L2L3L4L5L6L7L8L9L10L11L1211234567891011121314XY ZhoudesenJUN 17 201208:17:29L-K有限元关键点坐标列表：LIST ALL SELECTED KEYPOINTS. DSYS= 0NO. X,Y,Z LOCATION THXY,THYZ,THZX ANGLES1-0.9000000 0.000000 -0.6000000 0.0000 0.0000 0.00002 0.9000000 0.000000 -0.6000000 0.0000 0.0000 0.00000 0 0 010 6 9 1.237 0 1.000 0 0 0 0 0 0 011 7 9 1.237 0 1.000 0 0 0 0 0 0 012 8 9 1.237 0 1.000 0 0 0 0 0 0 0网格划分类型图： 有限元模型图：（网格划分梁单元50）L1L2L3L4L5L6L7L8L9L10L11L1212345678910111213141XYZJUN 17 201208:42:32E-L-K-N UROT施加位移约束后有限元模型图：1XY ZJUN 17 201208:30:55ELEMENTS1L11L22L33L44L5L6L7L8L95L106L117L1289XYZJUN 17 201208:41:26LINES LINE NUM U ROT4.加载求解施加载荷后的有限元模型图： 载荷方向、大小的图示：1L11L22L33L44L5L6L7L8L95L106L117L1289XY ZJUN 17 201208:44:30LINES LINE NUM U ROT F三、结果分析XY ZJUN 17 2012DISPLACEMENT STEP=1SUB =1TIME=1DMX =.269E-03模型位移云图： MNMXXY Z.298E-04.597E-04.895E-04.119E-03.149E-03.179E-03.209E-03JUN 17 201208:59:18NODAL SOLUTION USUM (AVG)DMX =.269E-03SMX =.269E-03MNMXXY Z106516.238E+07.465E+07.693E+07.920E+07.115E+08.138E+08.160E+08JUN 17 201209:03:23SEQV (AVG)DMX =.269E-03SMX =.206E+08支座节点反作用力结果列表：PRINT F REACTION SOLUTIONS PER NODE***** POST1 TOTAL REACTION SOLUTION LISTING ***** LOAD STEP= 1 SUBSTEP= TIME= 1.0000 THE FOLLOWING X,Y,Z SOLUTIONS ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM NODE FX 1 97.664 5000.0 102 -97.664 5000.01XY Z-.205E+08-.172E+08-.140E+08-.107E+08-.744E+07-.418E+07-909947.236E+07.562E+07.889E+07JUN 17 201209:10:21LINE STRESS STEP=1SUB =1TIME=1IZHOULI JZHOULI MIN =-.205E+08ELEM=451MAX =.889E+07ELEM=301单元剪力图： 单元弯矩图：1XY Z-116.714-103.746-90.778-77.809-64.841-51.873-38.905-25.936-12.968-.159E-08JUN 17 201209:26:37LINE STRESS STEP=1SUB =1TIME=1IWANJU JWANJU MIN =-116.714ELEM=499MAX =-.159E-08ELEM=3131XY Z-70.687-54.967-39.247-23.527-7.8077.91323.63339.35355.07370.793JUN 17 201209:24:22LINE STRESS STEP=1SUB =1TIME=1IJIANLI JJIANLI MIN =-70.687ELEM=500MAX =70.793ELEM=451ANSYS 计算得到位移矢量云图： 转角矢量云图：1XY Z0.298E-04.597E-04.895E-04.119E-03.149E-03.179E-03.209E-03.239E-03.269E-03JUN 17 201209:16:02VECTOR STEP=1SUB =1TIME=1UNODE=801MIN=0MAX=.269E-031XY Z0.318E-04.635E-04.953E-04.127E-03.159E-03.191E-03.222E-03.254E-03.286E-03JUN 17 201209:17:37VECTOR STEP=1SUB =1TIME=1ROTNODE=1024MIN=0MAX=.286E-03应力密度云图： 第一主应力云图：MNMXXY Zhoudesen .293E+07.506E+07.720E+07.934E+07.115E+08.136E+08.157E+08JUN 17 201217:50:49MNMXXY Zhoudesen.198E+07.297E+07.396E+07.495E+07.595E+07.694E+07JUN 17 2012第二主应力云图： 第三主应力云图：MN MXXY Zhoudesen.086169.172339.258508.344678.430847.517016.603186JUN 17 201217:53:14MNMX XY Zhoudesen-.178E+08-.156E+08-.133E+08-.111E+08-.890E+07-.667E+07-.445E+07JUN 17 201217:53:40固定端转角云图： 等效位移云图：MNMXXY Zhoudesen .305E-04.609E-04.914E-04.122E-03.152E-03.183E-03.213E-03JUN 17 201217:54:48MNMXXY Zhoudesen.139E-04.241E-04.343E-04.445E-04.546E-04.648E-04.750E-04JUN 17 201217:55:48合力大小的列表：***** POST1 NODAL TOTAL FORCE SUMMATION ***** LOAD STEP= 1 SUBSTEP= THE FOLLOWING X,Y,Z FORCES ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM NODE FX MX MY 1 -105.2 -54.42 0.6063E-02 2 0.6003E-10 -0.1273E-10 -0.2291E-10 0.7105E-133 -0.2586E-11 0.3041E-11 0.2132E-13。