基于力学分析的主轴轴系结构优化设计

轴系结构设计与分析实验报告

轴系结构设计实验报告一、实验目的 1、熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计，滚动轴承组合设计的基本方法； 2、熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系； 3、熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法； 4、了解轴承的类型、布置、安装及调整方法以及润滑和密封方式。二、实验设备 1、组合式轴系结构设计分析试验箱。试验箱提供能进行减速器圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。 2、测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。三、实验步骤 1、明确实验内容，理解设计要求；已知条件（包括传动零件类型、载荷条件、速度条件）：直齿圆柱齿轮、圆锥滚子轴承、阶梯轴、载荷变动小、传动平稳绘制传动零件支撑原理简图： 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章节）； 3、构思轴系结构方案（1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号；轴承类别：圆锥滚子轴承选择依据：能承受径向和轴向方向的力

（2）确定支承轴向固定方式（两端固定或一端固定、一端游动）；轴承轴向固定方式：两端固定选择依据：传动平稳（3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）；润滑方式：油润滑选择依据：齿轮圆周速度中低（4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）；密封方式：毡圈、端盖凸缘式选择依据：更好的密封轴肩（5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题；如何定位：定位的话可以用轴肩、端盖、套筒、挡圈，圆螺母。选择依据：用外力对零件进行约束，使零件在轴向无法产生相对位移。（6）绘制轴系结构方案示意图。 4、组装轴系部件根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 5、测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。 6、将所有零件放入试验箱内的规定位置，交还所借工具。 7、根据结构草图及测量数据，在图纸上绘制轴系结构装配图，要求装配关系表达正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸），填写标题栏和明细表。 8、写出实验报告。四、实验结果分析 1、轴上各键槽是否在同一条母线上。答：是。

结构力学课程设计报告

一. 课程设计的目的 1. 通过实验及数据分析熟练掌握结构力学求解器的使用方法，了解求解器的主要功能，了解数据输入和输出的基本操作过程，主要参数的意义和编辑方法。 2. 通过实践进一步了解结构在广义荷载作用下内力和位移的分布状态和变化规律，从而指导我们探索和发现更合理的结构形式，为将来的学习和科研工作打下坚实的基础二. 课程设计的内容 (1).对图示两类桁架进行分析在相同荷载作用下，比较各类桁架的受力特点；讨论各种杆件(上弦杆,下弦杆,竖杆,斜杆)内力随随高跨比变化的规律; 若增加杆件使其成为超静定桁架,内力有何变化。 (2).两种结构在静力等效荷载作用下，内力有哪些不同？平行弦桁架 1/2 1 1 1 1 1 1/2 三角桁1/2 1 1 1 1 1 1/2

(3)、用求解器自动求解功能求a=2和a=1.0时的各杆内力。比较两种情况内力分布，试用试算法调整a 的大小，确定使弯矩变号的临界点a 0,当a=a 0时结构是否处于无弯矩状态？ (4) 、图示为一个两跨连续梁，两跨有关参数相同（l =6m ，E =1.5*106kPa ，截面0.5*0.6m 2，线膨胀系数1.0*10-5）。第一跨底部温度升高60oC ，分析变形和内力图的特点。 (4) 、计算下支撑式五角形组合屋架的内力，并分析随跨高比变化内力变化规律。当高度确定后内力随f 1，f 2的比例不同的变化规律（四个以上算例）。 1/4 11×(1/2) 1/4 1/2 1 1 1 1 1 1/2 a a a a 3 6m 6m

一. 课程设计的数据 1. 第(1)题数据 1) 平行弦桁架 a) 高跨比1:4（每小格比例2:3) 输出图形：输出内力值：内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1) ----------------------------------------------------------------------------------------------- 3m 3m 3m 3m f 2 f 1 f =1.2m q =1kN/m

机械设计实验报告

机械设计基础（A2）实验报告徐嘉宁沈阳理工大学 2006.10

目录一. 皮带传动实验报告 (1) 1.1. 实验目的 (1) 1.2. 实验机构造及测试原理 (1) 1.3. 实验步骤 (1) 1.4. 数据和曲线 (1) 二. 齿轮传动效率实验报告 (3) 2.1. 实验目的 (3) 2.2. 实验机构及测试原理 (3) 2.3. 实验步骤 (3) 2.4. 数据和曲线 (3) 2.5. 思考题 (4) 三. HS-A型液体动压轴承实验报告 (5) 3.1. 实验目的 (5) 3.2. 实验机构及测试原理 (5) 3.3. 实验步骤 (5) 3.4. 数据和曲线 (5) 四. JDI-A型创意组合式轴系结构设计实验报告 (8) 4.1. 实验目的 (8) 4.2. 实验内容 (8) 4.3. 实验结果 (8) 五. JDI—A型创意组合式轴系结构分析实验报告 (10) 5.1. 实验目的 (10) 5.2. 实验内容 (10) 5.3. 实验结果 (10) 六. JCY机械传动性能综合实验报告 (12) 6.1. 实验目的 (12) 6.2. 实验内容 (12) 6.3. 实验步骤 (12) 6.4. 实验结果 (12)

一.皮带传动实验报告专业班级------------------ 姓名----------------- 指导教师------------------ 日期----------------- 1.1.实验目的 1.2.实验机构造及测试原理 1.3.实验步骤 1.4.数据和曲线

二.齿轮传动效率实验报告专业班级------------------ 姓名----------------- 指导教师------------------ 日期----------------- 2.1.实验目的 2.2.实验机构及测试原理 2.3.实验步骤 2.4.数据和曲线

结构力学求解器求解示例

结构力学（二）上机试验结构力学求解器的使用上机报告班级：姓名：学号：日期：

实验三、计算结构的影响线 1．实验任务（1）作以下图示梁中截面D 的内力D M 、QD F 的影响线。观览器：D M 的影响线观览器：QD F 的影响线 D |F=1 3 365

编辑器：结点,1,0,0 结点,2,3,0 结点,3,6,0 结点,4,12,0 结点,6,6,1 结点,5,17,1 单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,0 单元,3,6,1,1,0,1,1,0 单元,6,5,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,4,1,0,0 结点支承,5,3,0,0,0 影响线参数,-2,1,1,3 影响线参数,-2,1,1,2 End

作以下图示梁中截面D 的内力D M 、QD F 的影响线。观览器： D M 的影响线 QD F 的影响线

编辑器：结点,1,0,0 结点,2,2,0 结点,3,4,0 结点,4,6,0 结点,5,8,0 结点,6,0,1 结点,7,8,1 结点,8,2,1 结点,9,4,1 结点,10,6,1 单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,0 单元,1,6,1,1,1,1,1,0 单元,6,8,1,1,0,1,1,0 单元,8,9,1,1,0,1,1,0 单元,9,10,1,1,0,1,1,0 单元,10,7,1,1,0,1,1,0 单元,7,5,1,1,0,1,1,0

立体车库的内部机械结构的优化设计

目录摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Abstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．第一章绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.1 课题的来源及研究的目的和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.2 机械式停车库．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.3 机械优化设计相关知识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.3.1 优化设计概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.3.2 约束优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．第二章立体车库总体结构的研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.1 机械立体车库的总体结构形式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.2 立体车库的总体结构的选择与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.3 立体车库的存取车方式的总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.4 立体车库主体建筑结构的总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．第三章固定叉梳的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.1 横移叉梳和固定叉梳结构形式的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.2 固定叉梳的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．第四章立体车库钢结构骨架的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.1 立体停车库钢结构骨架基本结构的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.2 立体停车库钢结构骨架的模型化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.3 钢结构骨架的受力情况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.4 进行受力分析的基本假设．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.5 钢结构骨架的受力分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.6 钢结构骨架的变形分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.7 结构优化设计模型的建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.8 优化结果及分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．参考文献(References)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

轴系结构设计实验指导与参考答案图

轴系结构的分析与测绘一、实验目的 1.通过拼装和测绘，熟悉并掌握轴的结构设计以及轴承组合设计的基本要求和方法。 2.了解并掌握轴系结构的基本形式，熟悉轴、轴承和轴上零件的结构、功能和工艺要求。掌握轴系零、部件的定位和固定、装配与调整、润滑与密封等方面的原理和方法。二、实验内容 1. 根据选定的轴系结构设计实验方案，按照预先画出的装配草图进行轴系结构拼装。检查原设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。 2.测量一种轴系各零、部件的结构尺寸，并绘出轴系结构的装配图，

标注必要的尺寸及配合，并列出标题栏及明细表。三、实验设备和用具 1.模块化轴段(可组装成不同结构形状的阶梯轴)。 2. 轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡板、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。 3. 工具：活搬手、胀钳、内、外卡钳、钢板尺、游标卡尺等。四、实验步骤 1. 利用模块化轴段组装阶梯轴，该轴应与装配草图中轴的结构尺寸一致或尽可能相近。 2. 根据轴系结构设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序装到轴上，完成轴系结构设计。 3. 检查轴系结构设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。合理的

轴系结构应满足下述要求： 1）轴上零件装拆方便，轴的加工工艺性良好。 2）轴上零件固定(轴向周向)可靠。 4.轴系测绘 1）测绘各轴段的直径、长度及轴上零件的相关尺寸。 2）查手册确定滚动轴承、螺纹联接件、键、密封件等有关标准件的尺寸。 5. 绘制轴系结构装配图 1) 测量出的各主要零件的尺寸，对照轴系实物绘出轴系结构装配图。 2)图幅和比例要求适当(一般按1:1)，要求结构清楚合理，装配关系正确，符合机械制图的规定。 3)在图上标注必要的尺寸，主要有：两支承间的跨距，主要零件的配合尺寸等。 4)对各零件进行编号。并填写标题栏及明细表(标题栏及明细表可参阅配套教材《机械设计课程设计》)。

轴系结构设计与搭接实验

轴系结构设计与搭接实验一、实验目的 1．了解机械传动装置中滚动轴承支承轴系结构的基本类型和应用场合。 2．根据各种不同的工作条件，初步掌握滚动轴承支承轴系结构设计的基本方法。 3．通过模块化轴系搭接实践，进一步掌握滚动轴承支承轴系结构中工艺性、标准化、轴系的润滑和密封等知识。二、主要的实验设备模块化轴系搭接系统：提供可实现多方案组合的基本轴段，以及轴系常用的零件如轴套、轴承、端盖、密封件、机架等。 2．测量与装拆工具三、实验题目 1．单级齿轮减速器输入轴轴系结构 2．二级齿轮减速器输入轴轴系结构 3. 二级齿轮减速器中间轴轴系结构 4．锥齿轮减速器输入轴轴系结构 5．蜗杆减速器输入轴轴系结构详见“轴系机构明细表” 四、实验要求每位同学选择设计题目中一个轴系结构，根据该结构简图和搭接零件明细表设计轴系结构装配图（建议采用M=1：1比例，3#坐标纸，手绘）。 2．分析轴的各部分结构，形状，尺寸与轴的强度，刚度，加工，装配的关系。 3．分析轴上的零件的用途，定位及固定方式。 4．分析轴承类型，布置和轴承的固定，调整方式。 5．了解润滑及密封装置的类型，结构和特点。 6．携带所绘制的完整的装配图在实验室进行轴系搭接实验。 7．按照轴系结构模块的可行方案修改原设计，最终完成一个轴系结构的设计与搭接。 8．课后根据实验修改设计画出正确装配图。完成实验报告。（注：装配图采用1：1比例，符合制图标准，标注主要零件的配合尺寸。）五、思考题为什么轴通常要做成中间大两头小的阶梯形状？如何区分轴的轴颈，轴头和轴身各轴段，对轴各段的过渡部分和轴肩结构有何要求？ 2．你设计的轴系中轴承采用什么类型？它们的布置和安装方式有何特点？实际当中选择的根据是什么？ 3．该轴系固定方式是用“两端固定”还是“一端固定，一端游动”？如何考虑轴的受热伸长问题？

结构力学课程设计(word)

结构力学课程设计专业：班级：姓名：学号：指导老师：日期：2015年7月5日

目录前言 (1) 问题一： (3) 问题描述： (3) 程序说明： (3) 全选主元高斯约当消去法： (3) 全选主元高斯约当消去法的程序及注解如下： (4) 运行结果： (6) 问题二： (6) 问题描述： (6) 方法一：追赶法 (7) 程序说明： (7) 追赶法带型的计算程序及注解： (7) 运行结果： (9) 总结与思考： (9) 方法二：列选主元高斯消去法算带型问题 (10) 程序说明： (10) 列选主元高斯消去法算带型计算程序及注解： (10) 运行结果： (12) 反思与对比（收获）： (12) 问题三： (13) 问题描述： (13) 程序框图： (14) 程序特点： (14) 1.主要变量： (15) 2.子例行子程序哑元信息： (15) 3.文件管理： (16) 4.数据文件格式： (16) 源程序： (17) 输入数据如下（input.txt）： (23) 输出数据如下（output.txt）： (23) 程序运行后输出数据结果如下（需要手动打开output.txt文件）： (24) 总结与收获： (25) 参考文献: (26)

前言：经过这学期的学习与积累，对结构力学这门课程有所收获，结构力学这门课程对我们学习飞行器设计与专业的学生来说，那就是手足的关系，因为我感觉任何航空、航天器都离不开结构的设计，只要有结构就牵涉到结构力学的分析与计算，因为航空器在空中飞行要遇到很多“挫折”，结构力学就是来分析这些个“挫折”下，看航空器能不能经受得了。结构力学课程从内容上讲，主要涉及机构的几何组成分析，求解静定、超静定结构内力的虚功原理。具体分析问题的方法包括力法、位移法等。但对于复杂结构来讲，简单的手算的方法过于繁琐。因此，由于课程设计偏重于利用Fortran 语言编写有限元子程序来完成复杂结构的内力计算，我就恶补了好几天的与Fortran有关的知识，下面就现学现卖的计算了王老师给的三个问题，肯定有不妥之处，希望读者纠错。

机械结构优化设计作业

甘蔗收获机机械台架虚拟样机结构优化设计摘要：结构优化设计就是寻求满足约束条件下的最佳构建尺寸、结构形式以及材料配置方式。利用有限元方法对虚拟样机台架结构进行分析，并采用一阶方法对台架进行优化，预估出经验设计结构上的最危险点，并对结构进行改造和优化，可以保证结构综合应力在材料的许用应力范围内，对结构轻量化，合理分配材料，大大缩短研制周期，降低设计成本，为虚拟样机的创新设计可以提供一种新的设计及优化设计方法。关键词：甘蔗收获机；优化设计；模态分析；一阶方法引言：甘蔗作为重要经济作物在全世界范围内广泛种植，中国的种植面积在世界位居第三位，成为我国制糖，轻工，化工和能源的重要原料，对整个国民经济的发展都有重要的地位和作用。甘蔗收获包括切梢、切割、清理和装运等工序，为甘蔗生产过程中劳动强度最大，费工费时，成本最高的一个环节。在我国，甘蔗成产机械化程度低，随着人工收获成本的逐年增加，我国糖业面临着巨大的竞争压力，实现甘蔗收获机械化的要求愈加迫切。随着设计理论与设计理念的发展，对虚拟样机进行优化设计能改进凭经验设计出现的缺陷以及预估结构或机构的最危险点，从而对其进行改造和优化，对设计结果及时进行审查，并及时反馈给设计人员，实现了设计过程中的快速反馈，按照优化后的设计方案进行物理样机研制，可以避开预估的缺陷和危险点，从而使结构更趋于合理，降低了制造成本，大大缩短了设计和产品研制周期，还可以保证将错误消灭在萌芽状态。虚拟样机技术[ 1]为这类创新产品的开发提供了强有力的手段。甘蔗收割机在工作过程中, 要经历扶蔗、砍蔗、输送、断尾以及剥叶等动作, 承受的都是动态载荷, 而结构的固有频率和振型是承受动态载荷结构设计中的重要参数, 因此本文采用通用有限元分析软件ANSYS对甘蔗收割机机架结构部件进行模态分析, 根据机架结构的低阶模态和振型, 确定对机架结构是进行动力刚度优化还是静力强度优化。 1.机架结构模型建立

四轴系结构设计与分析

实验四轴系结构设计与分析实验实验１轴系结构设计实验指导书一、实验目的熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法。二、实验设备 1、创意组合式轴系结构设计与分析实验箱。实验箱由8类40种168件零件组成，能方便的组合出数十种轴系结构方案。具有开设轴系结构设计和轴系结构分析两大项实验功能，对培养和提高学生的机械设计能力、机械结构能力及机构创新能力的具有明显的效果。 2、绘图工具铅笔、三角板等。三、实验内容与要求 1、指导教师根据下表可以选择性安排每组的实验内容( 实验题号)或学生自行确定实验方案。 2、进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计。每组学生根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择,轴上零件定位固定轴承安装与调节、润滑及密封等问题。 3、绘制轴系结构装配图。 4、每人编写实验报告一份。四、实验步骤 1、明确实验内容，理解设计要求。 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法(参看教材有关章节)。 3、构思轴系结构方案 (1)根据齿轮类型选择滚动轴承型号。 (2)确定支承轴向固定方式(两端固定；一端固定、一端游动)。 (3)根据齿轮圆周速度(高、中、低)确定轴承润滑方式(脂润滑、油润滑)。 (4)选择轴承端盖形式(凸缘式、嵌入式)并考虑透盖处密封方式(毡圈、皮碗、油沟等)。 (5)考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题。 (6)绘制轴系结构方案示意图。

4、组装轴系部件根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 5、绘制轴系结构草图。 6、将所有零件放入实验箱内的规定位置。 7、写出实验报告。附：部分轴系结构装配图轴系结构设计实验报告实验者：同组者：班级：日期：一、实验目的二、实验内容实验题号已知条件三、实验结果 1、轴系结构装配图（附3号图） 2、轴系结构设计说明（说明轴上零件的定位固定，滚动轴承的安装、调整、

结构力学个人总结

结构力学个人总结本页是精品最新发布的《结构力学个人总结》的详细文章，。篇一：结构力学心得体会结构力学心得体会本学期结构力学的课程已经接近尾声。主要是三部分内容，即渐近法、矩阵位移法和平面刚架静力分析的程序设计。通过为期八周的理论课学习和六次的上机课程设计，我收获颇丰。而对结构力学半年的学习，也让我对这门学科有了很大的认识。结构力学是力学的分支，它主要研究工程结构受力和传力的规律以及如何进行结构优化的学科。工程力学是机械类工种的一门重要的技术基础课，许多工程实践都离不开工程力学，工程力学又和其它一些后绪课程及实习课有紧密的联系。所以，工程力学是掌握专业知识和技能不可缺少的一门重要课程。首先，渐近法的核心是力矩分配法。计算超静定刚架，不论采用力法或位移法，都要组成和验算典型方程，当未知量较多时，解算联立方程比较复杂，力矩分配法就是为了计算简洁而得到的捷径，它是位移法演变而来的一种结构计算方法。其物理概念生动形象，每轮计算又是按同一步骤重复进行，进而易于掌握，适合手算，并可不经过计算节点位移而直接求得杆端弯矩，在结构设计中被广泛应用，是我们应该掌握的基本技能。本章要

求我们能够熟练得运用力矩分配法对钢架结构进行力矩分配和传递，然后计算出杆端最后的弯矩，画出钢架弯矩图。其次，与上一学期所学的力法和位移法那些传统的结构力学基本方法相比，本学期所学的矩阵位移法是通过与计算机相结合，解决力法和位移法不能解决的结构分析题。其核心是杆系结构的矩阵分析，主要包括两部分内容，即单元分析和整体分析。矩阵位移法的程序简单并且通用性强，所以应用最广，范文 TOP100也是我们本学期学习的重点和难点。本章要求我们掌握单位的刚度方程并且明白单位矩阵中每一个元素的物理意义，可以熟练的进行坐标转换，最为重要的是能够利用矩阵位移法进行计算。最后，是平面钢架静力分析的程序设计。其核心是如何把矩阵分析的过程变成计算机的计算程序，实现计算机的自动计算。我们所学的是一种新的程序设计方法—PAD软件设计方法，它的程序设计包括四步：1、把计算过程模块化，给出总体程序结构的PAD设计；２、主程序的PAD设计；3、子程序的PAD设计；4、根据主程序和子程序的PAD设计，用程序语言编写计算程序。要求我们具备结构力学、算法语言，即VB、矩阵代数等方面的基础知识。在上机利用VB 进行程序设计解答实际问题的过程中，我们遇到了各种各样的难题，每一道题得出最后的结果都不会那么容易轻松。第一，需要重视细节，在抄写程序代码时，需要同组人的分工合作，然后再把每一部分的代码合成一个整体然后运行，这

机械结构优化设计

机械结构优化设计 ——周江琛2013301390008 摘要：机械优化设计是一门综合性的学科，非常有发展潜力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时，对其原理、优缺点及适用范围进行了总结，并分析了优化方法的最新研究进展。关键词：优化方法约束特点函数优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立

目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。优化设计是20世纪60年代初发展起来的，它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新方法，就可以寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域，它已广泛应用于各个工业部门。优化方法的发展经历了数值法、数值分析法和非数值分析法三个阶段。20世纪50年代发展起来的数学规划理论形成了应用数学的一个分支，为优化设计奠定了理论基础。20世纪60年代电子计算机和计算机技术的发展为优化设计提供了强有力的手段，使工程技术人员把主要精力转到优化方案的选择上。最优化技术成功地运用于机械设计还是在20世纪60年代后期开始，近年来发展起来的计算机辅助设计（CAD），在引入优化设计方法后，使得在设计工程中既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案，又可加快设计速度，缩短设计周期。在科学技术发展要求机械产品更新日益所以今天，把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来，使设计工程完全自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。优化设计方法多种多样，主要有以下几种：1无约束优化设计法；无约束优化设计是没有约束函数的优化设计，无约束可以分为两类，一类是利用目标函数的一阶或二阶导数的无约束优化方法，如最速下降法、共轭梯度法、牛顿法及变尺度法等。另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法，如坐标轮换法、单形替换法及鲍威尔法等。此法具有计算

结构力学课程设计

结构力学课程设计报告系别：（）专业：（）班级：（）姓名：（）指导教师：（）

一、绪言 1、课程设计目的或意义： 1、通过实验及数据分析熟练掌握结构力学求解器的使用方法，了解求解器的主要功能，了解数据输入和输出的基本操作过程，主要参数的意义和编辑方法。 2、通过实践进一步了解结构在广义荷载作用下内力和位移的分布状态和变化规律，从而指导我们探索和发现更合理的结构形式，为将来的学习和科研工作打下坚实的基础 2、结构的工程应用背景简介：此次设计的结构是桥梁结构，在生活中桥梁在交通运输中起着重要的作用，比如架在江湖、峡谷之间的桥梁起着连接两地的纽带作用。桥梁之上可以过行人、汽车、火车。极大的缩短了两地之间的距离，方便又快捷。 3、课程设计的主要内容：一：了解明确课程设计的目的，查找工程实际中的桥梁结构二：参考实际结构设计自己的桥梁结构。三：估计轴力，初步选择桥梁的钢材。四：做出内力图。五：校核，再择钢材。六：总结优化。

二、结构设计与荷载简化 1、结构简介此结构形状主要由三角形组成的的下承式组合结构 2、结构参数：本次设计的桥梁结构跨度为四十米，高二十米。结构中杆件间主要以铰接连接。根据桥梁及承载要求，材料为Q235刚，极限压应力为300MPa,E=210GPa 选择20b号工字型刚，截面面积为46.5平方厘米 3、荷载简化与分析：设计的结构为火车通道，主要承受火车的质量。将火车看作质量分布均匀的，所受均布荷载为50KN/m

三、结构内力和变形分析 1、结构计算简图 2、内力分析结构轴力图结构剪力图 1 11

机械结构优化设计

机械结构优化设计 ——周江琛 2013301390008 摘要：机械优化设计是一门综合性的学科，非常有发展潜力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时，对其原理、优缺点及适用范围进行了总结，并分析了优化方法的最新研究进展。关键词：优化方法约束特点函数优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立

结构力学设计

科学技术学院课程设计报告 2012----2013学年第二学期学生姓名：学号：专业班级：时间： 17周（6.17-6.21）理工学科部

一、课程设计目的 1. 通过实验及数据分析熟练掌握结构力学求解器的使用方法，了解求解器的主要功能，了解数据输入和输出的基本操作过程，主要参数的意义和编辑方法。 2.通过实践进一步了解结构在广义荷载作用下内力和位移的分布状态和变化规律，从而指导我们探索和发现更合理的结构形式，为将来的学习和科研工作打下坚实的基础。二、课程设计内容（一）对三类桁架进行受力分析 1、平行弦桁架分析变量定义,h=1,l=6 变量定义,c=1/6,h=c*l 结点,1,0,0 结点,2,1/6l,0 结点,3,2/6l,0 结点,4,3/6l,0 结点,5,4/6l,0 结点,6,5/6l,0 结点,7,6/6l,0 结点,8,6/6l,h 结点,9,5/6l,h 结点,10,4/6l,h 结点,11,3/6l,h 结点,12,2/6l,h 结点,13,1/6l,h 结点,14,0/6l,h 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 单元,2,3,1,1,0,1,1,0 单元,3,4,1,1,0,1,1,0 单元,4,5,1,1,0,1,1,0 单元,5,6,1,1,0,1,1,0 单元,6,7,1,1,0,1,1,0 单元,7,8,1,1,0,1,1,0 单元,8,9,1,1,0,1,1,0 单元,9,10,1,1,0,1,1,0 单元,10,11,1,1,0,1,1,0 单元,11,12,1,1,0,1,1,0 单元,12,13,1,1,0,1,1,0单元,13,14,1,1,0,1,1,0 单元,14,1,1,1,0,1,1,0 单元,14,2,1,1,0,1,1,0 单元,2,13,1,1,0,1,1,0 单元,13,3,1,1,0,1,1,0 单元,3,12,1,1,0,1,1,0单元,12,4,1,1,0,1,1,0 单元,4,11,1,1,0,1,1,0 单元,4,10,1,1,0,1,1,0 单元,10,5,1,1,0,1,1,0 单元,5,9,1,1,0,1,1,0 单元,9,6,1,1,0,1,1,0 单元,6,8,1,1,0,1,1,0结点支承,1,3,0,0,0结点支承,7,1,0,0结点荷载,14,1,0.5,-90结点荷载,13,1,1,-90结点荷载,12,1,1,-90结点荷载,11, 1,1,-90结点荷载,10,1,1,-90结点荷载,9,1,1,-90结点荷载,8,1,0.5,-90

机械结构优化设计分析

机械结构优化设计分析摘要：机械结构优化设计具有综合性和专业性的特点，在设计过程中涉及方面很多，对设计人员的综合素质很高。因此，本文就结合实际情况，如何做好机械结构优化设计展开论述。关键词：机械结构；设计流程；优化设计一、机械设计的流程机械的设计是开发和研究重要组成部分。设计人员在设计过程中，要提高自身设计水平，加快技术创新，为社会发展设计出质量优良的生产和机械。第一，要确立良好的设计目标。机械设计与开发要满足实际需要，能够发挥其自身的功能。第二，要严格遵守设计标准和要求，对具体的内容进行提炼，从而有效的设计任务和目标。第三，在承接设计任务书以后，要坚持合适的原则，明确设计责任；还要组织设计方案，对设计方案进行讨论，重视设计样品机械的关键环节和重要步骤，从而形成最初的设计。第四，要组建优秀的项目团队，对方案进行深入讨论，不断优化设计方案，控制方案变更。第五，要组织专家对设计图纸进行严格的审核，保证设计质量，在图纸完成交付以后，要针对存在的问题做好记录，为以后设计提供借鉴和帮助。第六，在机械创建完成后，要做好机械的验收，设计师要对机械进行检查，保证在发现问题能够及时有效的解决，只有在质量验收合格后，才能进行最后的交付使用。第七，在进行机械安装过程中，设计人员要在安装现场进行全程的监督和控制，做好技术指导。第八，为了保证机电和安装质量，要进行生产鉴定和调试，根据机械使用的效果进行合理的评价和鉴定。在以上设计流程中，缺一不可，需要设计人员不断提高自身设计水平，采用先进的设计理念，保证设计质量。二、机械设计过程中需要注意的问题为了保证机械设计质量，设计人员要不断总结经验教训，根据实际情况，树立质量第一的理念，实现机械结构的优化设计。（一）在机械制造阶段，设计水平直接影响到预期的效果，甚至导致机械不能正常投入使用。因此，在设计过程中，设计人员要与制造人员进行协调，多深入生产现场，认真听取制造工人和设计人员的意见、建议，不断优化机械结构，提高机械的精密度。

组合式轴系结构设计与分析实验

组合式轴系结构设计与分析实验一、实验目的 1．通过轴系结构的观察分析，理解轴、轴承、轴上零件的结构特点，建立对轴系结构的感性认识； 2．熟悉和掌握轴的结构设计和轴承组合设计的基本要求和设计方法； 3．了解并掌握轴、轴承和轴上零件的结构与功用、工艺要求、装配关系、轴与轴上零件的定位、固定及调整方法等，巩固轴系结构设计理论知识； 4．分析并了解润滑及密封装置的类型和机构特点； 5．了解并掌握轴承类型、布置和轴承相对机座的固定方式。二、实验设备 1. 组合式轴系结构设计分析实验箱实验箱提供能进行减速器组装的圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。该实验箱能够方便的组合二十种以上的轴系结构方案，具有内容系统方案多样的特点，学生可以在实验老师的指导下，按图选取零件和标准件进行组装分析，也可以另行设计新的方案组装。该设备主要零件包括底板、轴承、垫圈、孔用弹性挡圈、轴用弹性挡圈、端盖、轴承座、齿轮、蜗杆、圆螺母、轴端挡圈、轴套、键、套杯、螺栓、螺钉、螺母等。2. 测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔及三角板（学生自备）等。三、实验内容与要求 1．指导教师根据下表选择性安排每组的实验内容（实验题号）

2. 进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计每组学生根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择，轴上零件定位固定、轴承安装与调节、润滑及密封等问题。 3. 绘制轴系结构装配图。 4. 每人编写实验报告一份。四、实验步骤 1．明确实验内容，理解设计要求； 2．复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章节）； 3．构思轴系结构方案（1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号；（2）确定支承轴向固定方式（两端固定或一端固定、一端游动）；（3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑或油润滑）；（4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）；（5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题；（6）绘制轴系结构方案示意图。 4. 组装轴系部件根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 5. 绘制轴系结构草图。 6. 测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。 7. 将所有零件放入实验箱内的规定位置，交还所借工具。 8．根据结构草图及测量数据，在3号图纸上用1：l比例绘制轴系结构装配图，要求装配关系表示正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸），填写标题栏和明细表。 9．写出实验报告。组合式轴系结构设计实验报告（样式）专业__________班级__________姓名___________座号__________成绩________ 一、实验目的二、实验内容实验题号已知条件三、实验结果 1、轴系结构装配图（附3号图） 2、轴系结构设计说明（说明轴上零件的定位固定，滚动轴承的安装、调整、润滑与密封方法）

结构力学实验

结构力学桁架结构受力性能实验报告学号：1153377 姓名：周璇专业：土木工程实验时间：2016年05月04日周三，中午12:30-13:30 实验指导教师：陈涛理论课任课教师：陈涛

一、实验目的（1）参加并完成规定的实验项目内容，理解和掌握结构的实验方法和实验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。（2）进行静定、超静定结构受力的测定和影响线的绘制。二、结构实验（一）空间桁架受力性能概述桁架在受结点荷载时，两边支座处产生反力，桁架中各杆件产生轴力，如图1.1为在抛物线桁架结点分别加载时结构示意图。用Q235钢材，桁架跨度6?260=1560mm ，最大高度260mm 。杆件之间为铰接相连。杆件直径为8mm 。图1.1 （二）实验装置图1.2为框架结构侧向受力实验采用的加载装置，25kg 挂钩和25kg 砝码。采用单结点集中力加载，由砝码、挂钩施加拉力，应变片测算待测杆件应变。结构尺寸如图1.2所示。图1.2 （三）加载方式简单多次加载，将挂钩和砝码依次施加在各个结点，待应变片返回数据稳定后，进行采集。采集结束后卸下重物，等待应变片数值降回初始值后再向下一节点施加荷载，重复采集操作。（四）量测内容需要量测桁架待测杆件的应变值在前后四对桁架杆布置单向应变片，具体布置位置如图 1.2 所示，即加粗杆件上黏贴应变片。三、实验原理对桁架上的5个位置分别施加相同荷载，记录不同条件下各杆件的应变值。由公式 2 4 F A E d A σσεπ? ?=? =???=?

可以得到 24 d E F πε = 其中： F ——杆件轴力 E ——Q235钢弹性模量 d ——杆件直径 ε ——杆件应变值 σ ——杆件应力 A ——杆件横截面积因而可以求得各杆件轴力，进而得到不同杆件的轴力影响线。四、实验步骤（1）将载荷挂在加载位置1，待应变片返回数据稳定后，采集相应应变数据。（2）待应变片数值降回初始值后，重复（1）中操作，将荷载分别挂在加载位置2,3,4,5，分别采集记录各自对应的各杆件应变数据。五、实验结果与整理将对应位置杆件应变值取平均值，得到所示一榀桁架四根杆件的应变值如表2.2所示。

轴系结构设计实验报告-new1

轴系结构设计实验报告实验者：同组者：班级：日期：一、实验目的 1、熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计，滚动轴承组合设计的基本方法； 2、熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系； 3、熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法； 4、了解轴承的类型、布置、安装及调整方法以及润滑和密封方式。二、实验设备 1、组合式轴系结构设计分析试验箱。试验箱提供能进行减速器援助齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。 2、测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。三、实验步骤 1、明确实验内容，理解设计要求；已知条件（包括传动零件类型、载荷条件、速度条件）：绘制传动零件支撑原理简图： 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章节）； 3、构思轴系结构方案（1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号；轴承类别选择依据（2）确定支承轴向固定方式（两端固定或一端固定、一端游动）；轴承轴向固定方式选择依据（3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）；润滑方式选择依据（4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）；密封方式选择依据（5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题；如何定位选择依据

（6）绘制轴系结构方案示意图。 4、组装轴系部件根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 6、将所有零件放入试验箱内的规定位置，交还所借工具。 7、根据结构草图及测量数据，在图纸上绘制轴系结构装配图，要求装配关系表达正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸），填写标题栏和明细表。 8、写出实验报告。四、实验结果分析 1、轴上各键槽是否在同一条母线上。 2、轴上各零件（如齿轮、轴承）能否装到指定位置。 3、轴上零件的轴向、周向固定是否可靠。 4、轴承能否拆下。