有限元毕业设计(论文)

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机械设计制造及自动化毕业论文-风力机叶片的有限元分析

风力机叶片的有限元分析学生姓名：1111 专业班级：机械设计制造及其自动化2008级10班指导教师：朱仁胜指导单位：机械与汽车工程学院摘要：通过Solidworks软件对3MW风力机叶片进行建模，然后基于ANSYS 和Workbench分别对其进行模态分析和流固耦合分析，其中流固耦合分析中的结构静力分析部分也使用到了ANSYS Mechanical APDL。

其中模态分析结果表示：叶片的振型以摆振和弯曲为主，其一阶模态频率分别为 0.34Hz，能顺利的避开外在激励频率，避免了共振现象的发生。

流固耦合分析对额定风载进行了数值模拟仿真，通过结构静力分析，对叶片的受力，变形情况有了一个基本的了解，其中叶片在额定风载情况下的最大应力为56MPa，远远低于其实测拉伸强度的720MPa。

在11级风载下的应力云图显示其所受的最大应力为83.8MPa，满足其材料的强度要求。

该分析对进一步的疲劳分析和优化设计等提供了参考和依据。

关键词：叶片建模；模态分析；流固耦合分析；结构静力分析1Abstract:Through the Solidworks software build the blade model which power is 3 MW. Then based on the ANSYS and Workbench software,the analysis of modal and fluid-structure interaction.Andthe Static structural analysis is used the ANSYS Mechanical APDL too.The modal analysisresults show that the vibration modes of this blade are presented as Shimmy and bending,Thefirst modes frequency is 0.34Hz.And it can avoid the external excitation frequencywell,Avoid the resonance phenomenon occurs.The analysis of fluid-structure interaction havedo a numerical simulation about Rated wind load,through the Static structural analysis wehave a basic understanding of the stress and deformation about the blade. And the maximumstress of the blade is 56MPa under the rated wind load.Far lower than the Measured tensilestrength of 720MPa.And under the 11 rating wind load.The stress cloud show that maximumstress is 83.8MPa,Meet the strength of the material requirements.This analysis providesa reference and basis for further fatigue analysis and optimization design.Keywords:Blade modeling；Modal analysis；Fluid-structure interaction analysis；Static structural analysis31 概述风能是地球表面大量空气流动所产生的动能，风能量具有取之不尽、用之不竭、就地可取、不需运输、广泛分布、不污染环境、不破坏生态、周而复始、可以再生等诸多优点。

有限元分析毕业设计

有限元分析毕业设计有限元分析毕业设计毕业设计是大学生在学业结束前的一项重要任务，也是对所学知识的综合应用和实践能力的考验。

在工程类专业中，有限元分析是一种常见的工程设计方法，被广泛应用于各个领域，如机械、土木、航空等。

本文将探讨有限元分析在毕业设计中的应用。

一、有限元分析的基本原理有限元分析是一种基于数值计算的工程设计方法，通过将复杂的结构划分为有限个简单的单元，利用数学方法求解各个单元的力学行为，最终得到整个结构的力学性能。

有限元分析的基本原理是将结构分割为有限个单元，每个单元都有一组未知的位移和应力，通过建立单元之间的关系，利用数值方法求解出这些未知量。

二、有限元分析在毕业设计中的应用1. 结构强度分析在毕业设计中，结构强度分析是一个重要的环节。

通过有限元分析，可以模拟结构在不同载荷下的受力情况，评估结构的强度和稳定性。

例如，在机械工程的毕业设计中，可以利用有限元分析来评估零件的强度，确定合适的材料和尺寸，从而提高产品的可靠性和安全性。

2. 热传导分析热传导分析是另一个常见的应用领域。

在毕业设计中，有时需要对材料或结构在不同温度下的热传导性能进行分析。

有限元分析可以模拟材料的热传导行为，预测温度分布和热流量。

例如，在建筑工程的毕业设计中，可以利用有限元分析来评估建筑物的保温性能，优化建筑材料的选择和结构设计。

3. 流体力学分析流体力学分析是有限元分析的另一个重要应用领域。

在毕业设计中，有时需要对流体在管道、泵站、水利工程等系统中的流动行为进行分析。

有限元分析可以模拟流体的流动特性，预测流速、压力分布和流量。

例如，在水利工程的毕业设计中，可以利用有限元分析来评估水流在河道中的流动情况，优化河道的设计和水利工程的规划。

三、有限元分析的优势和局限性有限元分析作为一种数值计算方法，具有一些明显的优势。

首先，它可以模拟复杂的结构和物理现象，提供准确的数值结果。

其次，有限元分析具有灵活性，可以根据不同的需求进行模型的建立和分析。

机械毕业设计1574液压球型储罐有限元分析(论文)

摘要液化气球形储罐作为一种重要压力容器，在工业生产中有着非常广泛的应用，其分析设计和使用安全问题越来越引起国内外有关专家和工程技术人员的关注。

球罐结构的应力分析多采用有限元法，由于其结构和地震等载荷条件的复杂性，带来工作量庞大、设计周期长等问题。

如何处理好计算模型的有限元网格和载荷边界条件、提高分析设计的效率是值得研究的课题。

本文首先综述了钢制球罐结构设计特点、应力分析和强度评定标准。

然后针对钢制球罐，采用有限元ANSYS分析软件，分别进行了风载荷、地震载荷作用下的瞬态动力学分析，以及雪载荷作用下静力学分析。

最后介绍应力分类及强度评定标准。

关键词：球罐；有限元法；瞬态动力学；风载荷；地震载荷；雪载荷AbstractThe steel spherical tank has wide applications in petrol and chemical industry as important pressure vessels storing oil and gas. Its design analysis and safety assessment has attracted more and more attention of some experts and engineers.The FEM (finite element method) is popularly used in stress analysis of spherical tank. Due to the complexity of the structure and loads, e.g. the earthquake and wind load, how to deal with the finite element meshing of the model and the load boundary condition to increase the efficiency of design by analysis remains a valuable research subject.In this article, the structure design, stress analysis and strength evaluation criteria of the steel spherical tank were summarized at the beginning. Then we can use the software ANSYS of finite element analysis to working wind loads, earthquake loads under the transient dynamics analysis, and the snow loads under analytical. Finally, the kinds of stress and the evaluation criteria of strength have been introducted.Key words:spherical tank; finite element method; transient dynamics; wind load;earthquake load; snow load目录第1章概述 (1)1.1 引言 (1)1.2 液化石油气球形储罐的简介 (2)1.3球形储罐抗震设计研究现状 (6)1.4本文研究工作的目的和意义 (7)1.5本文的主要工作 (8)第2章 ANSYS在球罐应力分析中的应用 (9)2.1 有限元分析基本思路 (9)2.2 ANSYS软件 (11)2.3 时程分析法 (11)2.4应力数据处理方法 (12)第3章液化气球形储罐有限元计算模型的建立 (15)3.1 问题描述 (15)3.2 建模构想 (15)3.3 单元类型的选择及网格划分 (16)3.4 网格质量评判标准 (17)第4章液化气球形储罐有限元分析 (20)4.1 风载荷下瞬态动力学分析 (20)4.2 地震载荷下瞬态动力学分析 (24)4.3 雪载荷下静力学分析 (27)第5章液化石油气球形储罐的强度评定 (29)5.1应力分类及应力评定 (29)5.2强度评定 (30)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (32)第1章概述1.1 引言随着科学技术的进步和工业的飞速发展，储存也逐渐成为工业生产工艺流程中不可缺少的部分。

(完整版)有限元分析法设计说明书含图纸毕业设计论文

建筑工程学院本科毕业设计（论文）学科专业机械设计制造及其自动化辅导教师目录第1章前言······················································11.1塔式起重机概述 (1)1.2塔式起重机的发展情况 (1)1.3塔式起重机的发展趋势 (3)第2章总体设计 (5)2.1 概述 (5)2.2 确定总体设计方案 (5)2.2.1 金属结构 (5)2.2.2 工作机构 (22)2.2.3 安全保护装置 (29)2.3 总体设计设计总则 (32)2.3.1 整机工作级别 (32)2.3.2 机构工作级别 (32)2.3.3主要技术性能参数 (33)2.4 平衡重的计算 (33)2.5 起重特性曲线 (35)2.6 塔机风力计算 (36)2.6.1 工作工况Ⅰ (37)2.6.2 工作工况Ⅱ (41)2.6.3 非工作工况Ⅲ (43)2.7整机的抗倾翻稳定性 (45)2.7.1工作工况Ⅰ (46)2.7.2工作工况Ⅱ (47)2.7.3非工作工况Ⅲ (49)2.7.4工作工况Ⅳ (50)2.8固定基础稳定性计算 (51)第3章塔身的有限元分析设计 (53)3.1 塔身模型简化 (53)3.2 有限元分析计算 (54)3.2.1 方案一 (54)3.2.2 方案二 (79)3.2.3 方案三 (98)第4章塔身的受力分析计算 (121)4.1 稳定性校核 (121)4.2 塔身的刚度检算 (122)4.3 塔身的强度校核 (124)4.4 链接套焊缝强度的计算 (125)4.5 塔身腹杆的计算 (126)4.6 高强度螺栓强度的计算 (127)第5章毕业设计小结 (129)致谢 (130)主要参考文献 (131)目计算与说明结果塔身的有限元分析设计塔身模型简化三种待优化方案有限元分析计算前处理塔身标准节节点建模定义单元类型和材料参数定义标准节的外框立柱杆件第3章塔身的有限元优化分析设计ANSYS解决问题的基本流程为：前处理（preprocessor）求解（solution）一般后处理（genneral postprocessor）和时间历程后处理（time domain postprocessor）结果处理。

毕业设计(论文)-散货船上层建筑整体吊装强度有限元分析[管理资料]

本科毕业设计学院船舶与海洋工程专业船舶与海洋工程姓名班级学号指导教师二零一零年六月散货船上层建筑整体吊装强度有限元分析FE analysis of complete lifting and mounting of bulk carrier superstructure摘要船舶上层建筑整体吊装是船舶建造中的一项新工艺。

它对扩大作业面，改善劳动强度，提高生产率，缩短船舶建造周期、降低造船成本等具有很大的意义[1]。

随着船舶日益大型化，预舾装程度的不断提高，上层建筑的整体尺寸越来越大，重量越来越重。

如何克服结构重，尺度大，刚性小是摆在大型船舶上层建筑整体吊装面前的一大难题。

本论文以176000t散货船上层建筑整体吊装为研究对象，设计合理的吊装方案，利用MSC/PATRAN和MSC/NASTRAN软件，对该上层建筑进行有限元建模、网格划分，根据研究对象的不同，分为两种工况，分别对该上层建筑结构和吊排结构进行加载、约束处理、仿真计算、强度分析，并通过对计算结果的分析与研究，对该船上层建筑体吊装时的结构强度特点、吊装方案、临时加强措施等进行分析总结，并进一步提出优化建议。

关键词：上层建筑；吊装；有限元；AbstractShip superstructure integral hoisting is a new technology of shipbuilding. It has great significance for expanding its operation area, improving the labor intensity, improving productivity, reducing ship construction cycle and reducing shipbuilding costs. As the ships become increasingly larger, the overall size of the superstructure is also growing, how to overcome the structural weightier, size larger, rigid littler is the major problem placed in front of the large ship superstructure integral lifting.This paper use 176000t bulk superstructure integral hoisting as researching object, designing reasonable scheme of lifting, using MSC/Patran and MSC/Nastran, finite element modeling of the superstructure, mesh. We can divide it into two conditions of ship superstructure and crane row by difference researching object, then loading, constraining processing, simulation calculation, strength analyzing, to hang row structural strength analysis, and the numerical results of analysis and research on the boat integral hoisting of high-rise building structure strength characteristics, lifting scheme, temporary measures etc. Are analyzed and summarized, and puts forward Suggestions on how to optimizeKeyword: Superstructure, Lifting，Finite element目录第一章绪论 (1) (1) (3)第二章有限元分析软件介绍 (4)有限元简介 (4)MSC/PATRAN软件介绍 (6)MSC/NASTRAN软件介绍 (7)第三章上层建筑基本资料及吊装方案 (9)： (9)上层建筑吊装方案 (10)船舶上层建筑整体吊装方案设计流程 (10)176000吨散货船上层建筑整体吊装方案 (11)第四章上层建筑吊装强度有限元计算 (15)上层建筑有限元模型 (15) (25)工况一：分析上层建筑结构应力与变形 (25)：分析吊排结构应力水平 (25)上层建筑结构应力与变形 (26)吊排结构应力 (36)吊装方案强度分析结论及优化建议 (38)第五章船舶上层建筑整体吊装的工艺的未来及展望 (40)结语 (41)致谢 (42)附录 (43)参考资料 (43)第一章绪论船舶上层建筑是指位于上甲板以上，自一舷伸至另一舷或其侧壁自外板内缩不大于4%船宽的围蔽建筑物。

solidworks二级减速器的运动仿真与有限元分析(本科毕业论文)

学校代码：11517学号：201050616255HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING毕业设计题目减速器的运动仿真与有限元分析学生姓名x y z专业班级机械设计制造及其自动化xx22班学号 201050616255系（部）机械工程系指导教师(职称) xx（x x）完成时间 2012年 5 月 21 日河南工程学院论文版权使用授权书本人完全了解河南工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。

论文作者签名：年月日河南工程学院毕业设计(论文)原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。

对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名：年月日河南工程学院毕业设计（论文）任务书题目减速器的运动仿真与有限元分析专业机械设计制造及其自动化学号 201050616255 姓名 xxx 1．主要内容完成减速器的书面设计，利用三维软件可建立齿轮减速器所有零件的三维模型；在虚拟装配的基础上，高度仿真减速器的运动，完成了模拟设计减速器。

掌握设计步骤，解决设计过程中以及装配、干涉检查、运动仿真过程出现的问题。

理解减速器设计与加工工艺之间的关系，了解减速器各个零件的装配关系。

2．基本要求利用自己所学的专业知识完成减速器的设计，利用相关三维软件完成对减速器的各个零件造型，将各个零件装配在一起完成减速器的三维装配，进行装配零件之间的动、静态干涉检查。

有限元毕业设计

有限元毕业设计有限元毕业设计毕业设计是大学生在校期间进行的一项重要任务，旨在培养学生独立思考和解决问题的能力。

在工程类专业中，有限元分析是一种常用的工具，用于模拟和分析各种工程问题。

因此，有限元毕业设计成为了许多工程类学生的首选。

有限元分析是一种数值计算方法，用于解决连续介质力学问题。

它将复杂的结构分割成许多小的有限元，通过数学模型和计算方法，求解结构的应力、应变、位移等物理量。

在毕业设计中，有限元分析可以应用于各种不同的工程问题，如结构强度分析、热传导分析、流体力学分析等。

在进行有限元毕业设计之前，首先需要明确设计的目标和要求。

这包括了设计的对象、设计的目的以及设计的约束条件。

例如，如果设计的是一座桥梁，目标可能是确定桥梁的最大承载能力，约束条件可能包括材料的强度和使用寿命等。

明确设计目标和约束条件是设计的基础，也是设计过程中的指导。

接下来，需要进行有限元模型的建立。

有限元模型是对实际结构的简化和抽象，通过将结构划分成许多小的有限元单元，再进行数学建模和计算。

在建立有限元模型时，需要根据实际情况选择适当的单元类型和网格划分方法。

单元类型可以是线性或非线性，网格划分方法可以是规则网格或非规则网格。

选择合适的单元类型和网格划分方法可以提高模型的准确性和计算效率。

有限元模型建立完成后，需要进行边界条件的设定。

边界条件是指在模拟过程中对结构施加的限制或加载。

例如，在进行桥梁强度分析时，可以将桥墩的底部设置为固定边界条件，模拟桥墩的支撑作用。

另外，还需要设置加载条件，如施加垂直荷载或水平荷载等。

边界条件的设定直接影响到模拟结果的准确性和可靠性，因此需要仔细考虑和验证。

有限元模型建立和边界条件设定完成后，可以进行计算和分析。

有限元计算是通过求解线性代数方程组来得到结构的应力、应变和位移等物理量。

在计算过程中，可以使用不同的求解方法和算法，如直接法、迭代法、加速算法等。

选择合适的求解方法和算法可以提高计算的效率和精度。

有限元Comsol-Multiphysics的输电杆塔模态分析

有限元Comsol-Multiphysics的输电杆塔模态分析本科毕业设计（论文）基于Comsol Multiphysics的输电杆塔模态分析摘要随着社会的发展，输电线路作为电网的大动脉，其安全稳定的运行关乎着国民经济的稳定。

作为支撑输电线的骨骼，输电铁塔的安全可靠运行是电网安全稳定运行的重要保证。

但近年来，在各种极端情况下，倒塔断线事故时有发生，严重危害了电网安全。

因此，研究输电塔架在各种复杂极端情况下的静动力特性对提高输电线路的安全可靠性有着重要的研究以及工程价值。

本文以有限软软件COMSOL Multiphysics为研究平台，根据已有的设计资料，研究了输电塔架的有限元模型的建立方法，建立了酒杯型直线塔的有限元分析模型，并提出了塔架在风载荷、覆冰载荷、基础沉降等工况下的研究处理办法。

根据设计规程，通过分析计算得出了输电塔架在大风作用下的风载荷，并分段施加在输电塔架以实现风载荷的准确施加。

风载荷下，最大的位移出现在塔身。

然后研究了输电塔架在覆冰、基础沉降等工况下的静力学特性。

最后重点研究了输电塔架的动力特性，对有限元模型进行了模态分析，得到了输电塔架的前10 阶振型以及相对应的自振频率，通过研究发现在塔腿和塔身部分容易过早的出现局部模态。

关键词：输电杆塔；输电塔线体系；静力特性；动力特性AbstractWith the development of society, the security an stability of electric transmission line system is important to national economy. As the artery of electric network, electric transmission line is a vital implement. Recently, the happening of the collapsing accidents of tower-line system threatened the security of electric network. Therefore, the study of static and dynamic characteristics of the transmission tower has important value both in theory and engineering to improve the safety and reliability of power system.The finite software COMSOL Multiphysics is used as the analyzing platform in this paper. Based on design information，transmission tower as the glass-shaped tangent tower for analyses is established. In the meantime, the paper advanced the processing methods of different loading cases, such as in wind , ice, foundation settlement.According to the design standards, the subsection wind load of solo tower under maximum wind design are calculated and loaded. The maximum displacement appears in the windward side of tower body.Then the paper studied the mechanical property of transmission tower under extreme cases such as ice, foundation settlement and other working conditions.Moreover, the mode analyses are carried out considering tangent tower, obtaining its former ten self vibration frequency and vibration mode correspondingly. According to the frequency and vibration mode, finding that part of tower leg and body are tend to appear partial mode.Key words:Transmission tower; Transmission line system;Static characteristic; Dynamic characteristic;目录第一章绪论 (1)1.1 选题的意义和目的 (1)1.2 输电杆塔在国内外的发展与研究 (2)1.3 论文研究主要内容 (3)第二章输电杆塔体系的建模及分析 (5)2.1 输电杆塔概况 (5)2.2 有限元分析软件Comsol Multiphysics (6)2.1.1 有限元理论概述 (6)2.1.2 Comsol Multiphysics软件的主要功能和分析过程实现 (7)2.1.3 有限元建模要求 (7)2.2 输电杆塔体系模型的建立 (8)2.2.1 仿真模块的选取 (8)2.2.2 输电杆塔模型的建立 (8)101112121214151516161717 3.3 基础沉降作用下的静力学分析 (18)3.3.1 基础沉降 (18)3.3.2 输电单塔基础沉降作用下的静力学分析 (18)3.3.3 输电塔线在基础沉降作用下的静力学分析 (20)3.4 本章小结 (20)第四章基于COMSOL Multiphysics输电杆塔模态分析 (21)4.1 输电杆塔模态分析理论 (21)4.1.1 输电单塔的自振模态分析 (22)4.2 模态分析在COMSOL Multiphysics中的实现 (23)4.3 输电塔线体系的模态分析 (26)4.3.1输电塔塔模态分析 (26)4.3.2输电塔线耦合模态分析 (29)4.4 本章小结 (30)结论和展望 (31)总结 (31)展望 (31)参考文献 (32)致谢 ....................................................... 错误!未定义书签。

25米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析【优秀毕业设计】[管理资料]

本科生毕业论文毕业论文题目25米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析学生姓名专业班级指导教师完成日期毕业设计（论文）前期工作材料学生姓名：学号：教科部：专业：设计（论文）题目：25米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析指导老师：材料目录年月日毕业设计（论文）题目申报表4、为结合学科竞赛；5、模拟仿真；6、其它题目来源－－；、自拟毕业设计（论文）任务书教科部：专业：学生姓名: 学号: 毕业（论文）题25米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析起迄日期：设计（论文）地点：指导老师：专业负责人：发任务书日期：年月日毕业论文任务书毕业设计（论文）实习调研报告学生姓名：学号：专业：指导老师：参观实习报告在大学的学习生活中，实习是不可缺少的一部分。

在实习期间可以把在学校学到的专业知识应用到实际当中。

在理论与实践相结合的时候，能够更快更好地体会到理论的精髓所在，体会到理论与实践的区别。

从而巩固自己所学的知识，增强发现问题、分析问题、解决问题的能力。

从而做到理论与实际的融会贯通。

生产实习时大学生学习很重要的实践环节。

实习是每一个大学毕业生的必修课，它不仅让我们学到了很多课堂上根本学不到的知识，还使我们开阔了视野，增长了见识，为我们以后更好把所学的知识运用大实际工作中打下坚实的基础。

通过生产实习使我更深入的接触专业知识。

3月28日我们在扬力集团田工以及研究生的带领下到扬力工厂进行参观实习。

田工为我们做了具体介绍。

江苏扬力集团有限公司是专业从事锻压机械设计、制造的企业,前身为扬州第二锻压机床厂，始建于1956年。

集团下辖六个生产型企业，分别为：江苏扬力集团有限公司（控股母公司）、江苏富力数控机床有限公司、江苏国力锻压机床有限公司、江苏扬力坚城锻压机床有限公司、江苏扬力铸段有限公司、江苏扬力模具有限公司。

集团建立了一个锻压机械研究院，下辖四个研究所；并与东南大学共同申报设立了企业博士后工作站；与扬州大学建立了开发全伺服机床产品的合作；与中国科学院长春光学精密机械与物理研究院合资建立了激光技术与装备工程研究中心。

轻型载货汽车车架有限元静力学分析-任务书

毕业设计（论文）任务书学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘□是√否题目名称轻型载货汽车车架有限元静力学分析一、设计（论文）目的、意义汽车作为交通运输工具之一，在人们的日常生活中发挥着非常重要的作用。

随着国民经济的快速发展，汽车工业也得到了飞速发展，在现代化发展的今天，生产出结构轻、性能好、质量高、用途广、安全可靠的汽车，成为了汽车厂家和客户共同关注的焦点。

作为汽车总成的一部分，车架承受着来自道路及各种复杂载荷的作用，而且汽车上许多重要总成都是以车架为载体，因此设计出重量轻而各方面性能达到要求的车架结构是一项重要的工作。

传统的车架结构设计是采用类比的思想进行经验设计，设计出的车架结构除了个别部位的应力水平较高外，大部分部位的应力水平较低。

因此，有必要采用有限元法对车架结构进行优化设计，以降低车架的重量，减小汽车的制造成本，提高市场竞争力。

在汽车行业中，有限元法广泛应用于各大汽车总成，包括车架、车身、车桥、离合器、轮胎、壳体等零部件以及驾驶室噪声的分析，大大提高了汽车的设计水平，正在成为设计计算的强有力工具之一。

目前，在进行汽车车架设计时，设计人员主要采用的还是传统的办法对车架进行简化的计算，或者由其它部门进行有限元分析计算。

车架的这种设计模式导致的问题包括两个方面：一是车架简化计算精度不够，为保证强度及刚度要求而使车架的设计过于安全，造成设计出的车架结构过重，增加了设计成本；二是造成车架的设计与计算分离，不利于提高车架设计人员的设计水平。

为了促进车架设计水平的提高，保证整车在市场上的竞争能力，必须将车架有限元分析技术提高到战略的高度上来。

二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）设计内容：1.选题的背景、目的及意义；2.Pro/E、ANSYS软件研究；3.车架设计的方法步骤研究；4.用Pro/E软件建立车架整体模型，然后导入ANSYS软件进行网络划分；5.假定汽车满载情况下，对车架进行弯曲、扭转、紧急刹车、急转弯四种工况下的受力和变形情况的静态有限元分析。

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本科毕业设计（论文）轴承座有限元分析学院名称：专业：班级：学号：姓名：指导教师姓名：指导教师职称：二〇一三年六月目录序言 (2)第1章轴承座受力分析 (4)1.1课题分析 (4)1. 2结果分析 (5)第2章操作步骤 (6)2.1 操作流程 (6)参考文献 (13)致谢 (13)序言有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。

还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。

有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。

它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。

这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。

由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。

有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。

有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用，例如用多边形（有限个直线单元）逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。

有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。

经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。

在解偏微分方程的过程中, 主要的难点是如何构造一个方程来逼近原本研究的方程, 并且该过程还需要保持数值稳定性.目前有许多处理的方法，他们各有利弊. 当区域改变时(就像一个边界可变的固体)，当需要的精确度在整个区域上变化, 或者当解缺少光滑性时, 有限元方法是在复杂区域(像汽车和输油管道)上解偏微分方程的一个很好的选择。

例如, 在正面碰撞仿真时，有可能在"重要"区域(例如汽车的前部)增加预先设定的精确度并在车辆的末尾减少精度(如此可以减少仿真所需消耗); 另一个例子是模拟地球的气候模式, 预先设定陆地部分的精确度高于广阔海洋部分的精确度是非常重要的。

CAE的技术种类有很多，其中包括有限元法(FEM,即Finite Element Method),边界元法(BEM,即Boundary Element Method)，有限差分法(FDM,即Finite Difference Element Method)等。

每一种方法各有其应用的领域，而其中有限元法应用的领域越来越广，现已应用于结构力学、结构动力学、热力学、流体力学、电路学、电磁学等。

ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。

因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。

它是融结构、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。

由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。

软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。

前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。

软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。

该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。

第1章轴承座受力分析1.1课题任务分析图1为某轴承座的实体结构，图中尺寸单位为m，轴承座的受力及约束情况如图2所示，要求用ANSYS软件完成该轴承座的实体建模及静力学仿真分析，并撰写分析报告。

已知材料属性为弹性模量为3 107Pa，泊松比为0.3。

1.2结果分析图1.2输出的是轴承座施和加载荷后托架变形图的对比，虚线部分即为托架的原型，从图1.2可看出，由于载荷的作用，轴承座变形不明显，变形最严重的就是红色部分，这是因为其离托板就远，没有任何物体与其分担载荷，故其较容易变形甚至折断。

这是我们在应用托架的时候应当注意的。

图 1.2第2章操作步骤2.1操作流程1.指定分析标题1．选取菜单路径Utility Menu | File | Change Jobname，将弹出Change Jobname (修改文件名)对话框。

2．在Enter new jobname (输入新文件名)文本框中输入文字“123”。

单击对话框中的“OK”按钮，完成文件名的修改。

3．选取菜单路径Utility Menu | File | Change Title，将弹出Change Title (修改标题)对话框。

4．在Enter new title (输入新标题)文本框中输入文字“123”，为本分析实例的标题名。

单击对话框中的“OK”按钮，完成对标题名的指定。

2.定义单元类型1．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete，将弹出Element Types (单元类型定义)对话框。

单击对话框中的按钮，将弹出Library ofElement Types (单元类型库)对话框。

2．在左边的滚动框中单击“Structural Solid”，选择结构体单元类型。

在右边的滚动框中单击“Tet 10node 92”,在对话框中单击“OK”按钮，完成对这种单元的定义。

3.指定材料特性1．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Material Props | Material Models，将弹出Define Material Model Behavior (材料模型定义)对话框。

2．依次双击Structural，Linear ，Elastic 和Isotropic，将弹出1 号材料的弹性模量EX 和泊松比PRXY 的定义对话框。

3．在EX文本框中输入3E7，PRXY文本框中输入0.3。

定义材料的弹性模量为3e7N/m2，泊松比为0.3。

单击“OK”按钮，关闭对话框。

4．在Define Material Model Behavior (材料模型定义)对话框中，选取路径Material | Exit，完成对材料模型的定义。

在对话框输入：X1,X2 X-coordinates：0，3Y1,Y2 Y-coordinates：0，1Z1, Z2 Z-coordinates：0，3然后单击“APPL Y”按钮，再次在对话框输入：X1,X2 X-coordinates：0，1.5Y1,Y2 Y-coordinates：0，0.75Z1, Z2 Z-coordinates：0，-1.752．选取路径Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create|Keypoints|In Active CS将弹出Create the keypoints in Active Coordinate System(创建点)对话框。

7．选取路径WorkPlane | Offset WP by increment | 将弹出对话框OffsetWP，在XY，YZ，ZX angle 一栏中输入0,90,0即将坐标轴绕X轴逆时针旋转了90度，得到右图所示情况。