犁部件有限元分析本科毕业设计新疆大学
两级圆柱齿轮减速器的设计及有限元分析 毕业设计
两级圆柱齿轮减速器的设计及有限元分析毕业设计题目两级圆柱齿轮减速器的设计及有限元分析学生姓名 e 学号 ee所在学院机械工程学院专业班级 ee指导教师 ee __ 完成地点校内2009 年 6 月 17 日两级圆柱齿轮减速器的设计及有限元分析ee(ee)指导教师：ee[摘要]本设计是一个展开式二级圆柱齿轮减速器，主要目的是为了提高减速器的设计效率以及完成齿轮在啮合时两个齿轮的非线性应力分析。
本文主要利用了Pro/E三维软件和ANSYS有限元分析软件。
首先，通过计算完成齿轮设计、轴设计、齿轮及轴强度校核等设计计算；然后，利用Pro/E软件对减速器进行三维造型设计，并对它进行模型装配及运动仿真分析，使设计结果得到更直观的体现；最后，利用ANSYS软件对其中一对直齿轮进行参数化建模，利用APDL语言在ANSYS软件中自动生成齿轮的渐开线，再利用图形界面操作模式，通过镜像、旋转等命令，生成两个相互啮合的大小齿轮，并对它进行了非线性应力分析，得出两个大小齿轮的接触应力分布云图。
通过利用Pro/E软件对减速器进行三维造型与仿真分析，我们可以通过仿真虚拟减速器的实际运动过程，从而提高了设计的准确性和缩短了设计的周期，通过利用ANSYS软件分析一对齿轮啮合时的应力，可以知道，用传统的方法设计齿轮，是将齿轮的可靠度放大了，在实际设计过程中，我们可以减少齿轮的尺寸，从而节省了原材料，降低了生产的成本。
[关键字]减速器，Pro/E，三维造型，运动仿真，ANSYS，有限元分析，非线性应力分析The design and finite element analysis of twocylindrical gear reduceee(ee)Tutor: eeAbstract:The design is an expansion of two cylindrical gear reducer, The main purpose is to improve the design efficiency of reducer and gear mesh in two gear nonlinear stress analysis. This paper mainly use the Pro/E software for 3D software and finite element analysis software ANSYS. First of all, by calculating the complete gear design, shaft design, gear and axle strength check calculation; Then, three-dimensional modeling design for the reducer using Pro/E software, and analyzed the model assembly and motion simulation, the design results reflected more intuitive; Finally, one of the gear parametric modeling using ANSYS software, The use of APDL language automatic generation of involutes’gear in ANSYS software, To use graphical interface mode of operation, through the mirror, rotate command, generates two meshing gears, And it is a nonlinear stress analysis, The size of the two gear contact stress distribution reprogram. Through the analysis of 3D modeling and Simulation of the reducer using Pro/E software, We can actually exercise process through the simulation of virtual reducer, In order to improve the accuracy of design and shorten the design cycle, Through the use of ANSYS software analysis of the stress of gear mesh, We can know, Using traditional methods of design of gear, The gear reliability amplification, In the process of design, we can reduce the gear size, which saves raw materials, reduces the production cost.Key words:reducer, Pro/E, three-dimensional modeling , motion simulation , ANSYS , finite element analysis，Nonlinear stress analysis目录绪论 (1)1设计研究的意义 (1)2文中采用软件简介 (2)3本文主要研究内容 (3)1 圆柱齿轮减速器的设计计算 (3)1.1系统总体方案设计 (3)1.2电动机的选择 (4)1.3计算总传动比及分配各级传动比 (5)1.4计算传动装置的运动和动力参数 (5)1.5 传动零件的设计计算 (5)1.5.1 高速级直齿圆柱齿轮传动设计 (5)1.5.2 低速级直齿圆柱齿轮传动设计 (8)1.6轴的设计与计算 (10)1.6.1 输入轴的设计与计算 (10)1.6.2 中间轴的结构设计 (13)1.6.3 输出轴的结构设计 (14)1.7 滚动轴承的选择及校核计算 (14)1.7.1 输入轴滚动轴承寿命计算 (14)1.7.2 中间轴滚动轴承寿命计算 (15)1.7.3 输出轴滚动轴承寿命计算 (16)1.8 键连接的选择及校核计算 (17)1.8.1 输入轴键的强度校核计算 (17)1.8.2 中间轴键的强度校核计算 (17)1.8.3 输出轴键强度校核计算 (17)1.9 联轴器的选择 (18)2 减速器的部分部件的三维建模 ................. 错误！未定义书签。
【精品】数控机床关键零部件的设计与应力分析本科毕业论文设计
本科毕业论文数控机床关键零部件的设计与应力分析Design and Stress Analysis of CNC Machine Tool KeyComponents目录中文摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 本课题的目的和意义 (1)1.3 国内外研究状况 (2)1.3.1 有限元方法的发展 (2)1.3.2 数控机床的发展 (4)1.3.3 国内外机床动静态特性研究现状 (6)1.4 课题的研究方法 (9)1.5 研究内容 (9)1.5.1 数控车床主轴结构设计 (9)1.5.2 车床主轴组件的三维建模 (10)1.5.3 主轴的ANSYS分析 (10)1.6 设计前提 (10)1.6.1 设计要求 (10)1.6.2 设计参数 (11)2 对主轴组件的要求 (12)2.1 基本要求 (12)2.2 特殊要求 (12)2.2.2 静刚度 (13)2.2.3 抗振性 (13)2.2.4 升温和热变形 (14)2.2.5 耐磨性 (14)2.2.6 材料和热处理 (14)2.2.7 主轴的结构 (15)3 主轴轴承的选择 (16)3.1 轴承的选型 (16)3．2轴承精度 (18)3.3 轴承间隙调整和欲紧 (19)3.4本设计的轴承型号以及布局 (20)4传动系统的设计 (21)4.1电动机的选择 (21)4.1.1 电动机容量的选择 (21)4.1.2 电动机转速的选择 (21)4.2传动系统的设计 (22)4.2.1 选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数 (22)4.2.2 按照齿面接触强度设计 (22)4.2.3 按照齿根弯曲强度设计 (25)4.2.5 验算 (27)5主轴主要参数的计算及校核 (28)5．1主轴的结构设计 (28)5.2 主轴的主要参数的计算 (28)5.2.1 前轴颈直径D1 (29)5.2.2 主轴内径d (29)5.2.3 主轴悬伸量a确定： (30)5.2.4 主轴支承跨距的确定 (31)5.3主轴材料及热处理 (34)5.4主轴设计方案 (35)5.5轴的刚度计算 (35)5.5.1轴的弯曲变形计算 (36)5.5.2轴的扭转变形计算 (37)6.主轴箱体 (39)7．Solid Works三维实体设计装配 (40)8. 主轴部件的ANSYS应力分析 (42)8.1主轴静力分析概述 (42)8.2主轴ANSYS分析的一般过程 (43)8.3主轴的受力分析： (44)8.4 主轴ANSYS分析的具体过程 (47)8.展望与结论 (54)致谢 (55)参考文献 (56)中文摘要【摘要正文】本文首先介绍了数控机床和有限元分析的发展，分析了国内外机床动静态特性研究现状，之后以数控车床的主轴及其零部件的设计为主要内容，先讲述了数控机床的主轴部件的设计要求，合理选择轴承型号，设计出主轴的前轴颈直径D1，主轴内径d,前端的悬伸量a和主轴支承跨距L等，从而设计出主轴，之后选择具体的轴承，设计出轴承端盖和主轴箱体，提出了主轴的材料、热处理和技术要求等。
有限元课程设计分析
平面梁结构的内力计算一:问题描述及数学建模一个外伸梁的结构以以下图所示，其中 m=10KN.m ，q=2KN/m ，F=2KN 。
其中梁宽 B=0.1m ，梁高H=0.2m ，梁长 L=8m 。
对该梁进行解析，画出弯矩图和剪力求。
资料力学解析解：最大波折应力σ =3X 105(Pa)，最大剪应力τ =2.5X 105(Pa)。
（高等教育初版社初版《资料力学》上册124 页例4.6）第一幅图为外伸梁所受载荷图，下面两幅图为用资料力学计算所得剪力和弯矩图依次为剪力弯矩。
有限元计算说明本例题是将梁划分为16 个单元， 17 个节点，采用两种方法来进行解析：（1）采用基于欧拉梁理论（资料力学）的 2 维平面梁单元 BEAM3 模拟实质结构，进行静力学解析。
（2）采用基于 Timoshenko 梁理论的 3 维梁单元 BEAM188 模拟实质结构，进行静力学解析。
交互式的求解过程二:有限元模型的建立1．创办节点1.1创办梁的各个节点1．给梁的各参数赋值 : Utility Menu ：Parameters→ Scalar Parameters 界面，在 Selection 下输入梁高H=0.2 按下 Accept ；输入梁宽 B=0.1 → Accept ；梁长 L=5 →Accept ；计算梁的横截面积 AREA=B*H→Accept ；计算梁的截面惯性矩 IZZ=B*H*H*H/12 →Accept ；尔后定义载荷：弯矩 M=-10000 →Accept ；集中力 F=-2000→ Accept ；均布载荷 Q=2000 → Accept；→ Close.2． Main Menu ：Preprocessor→ Modeling → Create→Node→In Active CS 。
3．在创办节点窗口内，在NODE 后的编写框内输入节点号1，并在 X ， Y ， Z 后的编写框内输入 0， 0，0 作为节点 1 的坐标值。
【分析】毕业设计钢回转台联接螺栓的有限元分析
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 【关键字】分析内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：310T×2钢包回转台联接螺栓的有限元分析学生姓名：学号：专业：机械设计制造及自动化班级：指导教师：目录中文摘要Abstract第一章绪论1.1现代连铸机的结构特征1.2钢包回转台的组成1.3钢包回转台的基本形式1.4钢包回转台回转支承存在的问题1.5三排滚柱式回转支承的形式与特点1.6钢包回转台的载荷特点1.7钢包回转台的工作原理及工艺流程第二章钢包回转台的载荷参数及螺栓受力计算2.1 钢包回转台的载荷参数2.2 钢包回转台各种工作状况分析2.3 钢包回转台基础载荷和螺栓受力计算第三章钢包回转台联接螺栓受力分析的方法3.1 有限元方法的发展3.2 有限元法分析的一般步骤3.2.1 结构离散化3.2.2 单元分析3.2.3 整体分析3.3 ANSYS软件的介绍3.4 ANSYS有限元分析的典型步骤3.4.1 建立有限元模型3.4.2 加载和求解3.4.3 结果后处理第四章钢包回转台联接螺栓的有限元分析4.1 实体模型的建立4.2 有限元模型4.2.1 设置单元属性4.3 实体模型的网格划分4.4载荷及约束的施加结束语致谢参考文献摘要本设计题目是310T*2钢包回转台联接螺栓的有限元分析。
目标是利用ANSYS软件进行对钢包回转台联接螺栓进行有限元分析。
对钢包回转台底座选用了三排滚柱式回转支承，同时介绍三排滚柱式回转支承的原理、选型方法与计算。
在设计过程当中选用M42*400、10.9级精度的高强度螺栓来进行计算。
重点是用三排滚柱式回转支承联接螺栓的应力理论计算数值与ANSYS中有限元应力分析云图结果进行比较。
介绍本次设计的过程：第一，介绍大型连铸设备的发展及钢包回转台的一些基本概况，钢包回转台的组成和工作状况的介绍，同时介绍了钢包回转台的工作原理和工艺流程。
钢包回转台的基本形式和载荷受力特点；第二，介绍三排滚柱式回转支承安装螺栓装载能力的选型方法和原理。
机械毕业设计112630t立式冷挤压机有限元分析与改进设计
本科生毕业论文毕业论文题目630t立式冷挤压机有限元分析与改进设计学生姓名专业机械设计制造及其自动化班级指导教师完成日期2014年6月2日摘要本文主要是通过有限元分析软件ANSYS对630t立式冷挤压机机身进行静态分析，并根据静态分析结果分析应力分布和变形情况，来进行结构优化设计。
在对630t立式冷挤压机机身结构进行受力分析时，将机身底面四个脚采用固定约束方法限制其6个自由度，并在加载区施加均布载荷，然后计算结果，分析机身整体应力云图和垂直Z向整体变形图，找到机身应力集中区和薄弱环节，提出改进方案。
根据计算结果发现，床身整体应力不大，说明强度足够，但是机床垂直方向变形量较大，导致加工精度较差。
所以需要研究如何在降低机床变形量，提高加工精度的条件下，同时减少材料以降低成本。
针对该机身结构存在的问题，本文提出了十种优化方案，并把每个方案分别建模，导入有限元软件ANSYS，分析其强度和刚度，然后分析比较每个方案的计算结果，最终获得最优的改进方案。
该方案不仅可以明显提高机身的刚度，达到了机床加工精度的使用要求，还减轻了床身的质量，降低了生产成本。
关键词 630t冷挤压压力机，有限元，静态分析，改进设计。
AbstractT his article is for 630t Vertical cold extrusion machine body static analysis by finite element analysis software ANSYS and static analysis based on the results of the stress distribution and deformation analysis , to improve , compare and choose the best solution . When cold extrusion machine to 630t Vertical fuselage structure is analyzed, the underside of the fuselage four feet fixed constraint method to limit its six degrees of freedoms, and impose uniform load in the load area, and then calculate the results, analysis Z stress cloud and down to the deformation maps, find body stress concentration zone and weaknesses, to improve the program.According to the results, it was found that the strength parameters is surplus , but the amount of deformation is large, the precision is not enough, so the next step is to ensure the accuracy in the conditions to minimize the material in order to reduce costs. The fuselage structure for the problem, this paper presents an optimization program ten, and the modeling of each program separately, importing finite element software ANSYS, static analysis of its strength and stiffness, and comparative analysis of the results of each program, eventually find the optimal improvement program, not only improves the precision of the body, reaching the machine requirements, but also reduce the mass and reduce the cost.Key words closed press, finite element method, static analysis, improvement designs目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 本课题研究概况 (1)1.2 研究背景和来源 (1)1.3 冷挤压压力机研究现状 (2)1.4 研究目的及意义 (2)1.5 主要研究内容 (4)第二章机身结构的静态分析 (5)2.1 ANSYS软件简介 (5)2.1.1 ANSYS介绍 (5)2.1.2 ANSYS的主要技术特点 (6)2.1.3 ANSYS 有限元求解的基本步骤 (7)2.2 机身简介 (7)2.2.1建立有限元模型 (9)2.2.2单元类型的选择 (9)2.2.3 网格划分 (10)2.2.4 边界条件 (11)2.2.5 材料特性 (12)2.3 计算结果分析 (12)2.3.1 机身的应力应变要求 (12)2.3.2 原始模型整体应力图 (13)2.3.3 原始模型整体变形图..................... 错误！未定义书签。
第四章有限元分析
第四章反铲工作装置有限元分析4.1 有限元理论4.1.1 有限元理论简介有限元法是一种可以获得工程问题近似解的数值计算方法，它与经典的弹性力学解析法不同。
尽管对于简单结构，弹性力学可以获得解析解，但对大多数工程实际问题来说，由于结构几何形状不规则、载荷复杂等原因，求解析解往往是很困难的，有时甚至是不可能的。
而有限元法运用离散化的概念，把具有无限个自由度的连续体理想化为有限个自由度的单元集合体，从单元分析入手，找出单元内的位移、应变、应力以及结点对单元的作用力与单元结点位移的关系，建立每个单元的刚度方程，然后进行结构的整体分析，即组集联系整个结构的结点位移与结点载荷的总刚度方程。
由于总刚度方程是包含有限个未知结点位移分量或结点力的线性代数方程组，可以利用计算机来求解。
最后根据所求得的各单元结点位移或结点力，利用单元分析得到的关系，就可求出各单元内的应力、应变和位移。
综上所述，连续体的有限单元离散化、单元分析、整体分析，是有限元分析的三个主要步骤。
由于WZ30-25 液压挖掘装载机工作装置各构件主要由高强度钢板件焊接而成，故本次计算采用了空间板壳单元。
因此，这里简述一下板壳单元。
4.1.2 板壳问题的有限单元薄板弯曲问题：在工程中，把高度远小于底面尺寸的棱柱体，称为平板或板。
设a 为板面内的最小尺寸，则当厚度h≤a/5 时，就称为薄板。
研究厚度h等于常量的等厚度薄板时，以平分板厚的中面作为坐标面XY，以任意一根垂直于中面的直线为Z 轴，建立右手坐标系。
薄板的变形与载荷的作用方式有关。
若受到平行于板面且沿板厚均布的载荷的作用时，就是平面应力问题，若受到垂直于板面的横向载荷作用时，就是薄板弯曲问题。
在横向载荷作用下，薄板发生弯曲变形，中面变成曲面。
在弹性变形范围内，变弯曲了的中面称为弹性曲面。
由于薄板弯曲变形而使中面内各点在Z 轴方向上发生的线位移称为板的挠度。
当挠度远小于薄板厚度时，属于薄板弯曲的小挠度问题。
有限元分析实验报告
学生学号1049721501301实验课成绩武汉理工大学学生实验报告书实验课程名称机械中的有限单元分析机电工程学院开课学院指导老师姓名学生姓名学生专业班级机电研1502班学年第学期2016—20152实验一方形截面悬臂梁的弯曲的应力与变形分析钢制方形悬臂梁左端固联在墙壁，另一端悬空。
工作时对梁右端施加垂直向下的30KN的载荷与60kN的载荷，分析两种集中力作用下该悬臂梁的应力与应变，其中梁的尺寸为10mmX10mmX100mm的方形梁。
方形截面悬臂梁模型建立1.1建模环境：DesignModeler15.0。
定义计算类型：选择为结构分析。
定义材料属性：弹性模量为 2.1Gpa，泊松比为0.3。
建立悬臂式连接环模型。
（1）绘制方形截面草图：在DesignModeler中定义XY平面为视图平面，并正视改平面，点击sketching下的矩形图标，在视图中绘制10mmX10mm的矩形。
（2）拉伸：沿着Z方向将上一步得到的矩阵拉伸100mm，即可得到梁的三维模型，建模完毕，模型如下图 1.1所示。
图1.1方形截面梁模型：定义单元类型1.2选用6面体20节点186号结构单元。
网格划分：通过选定边界和整体结构，在边界单元划分数量不变的情况下，通过分别改变节点数和载荷大小，对同一结构进行分析，划分网格如下图 1.2所示：图1.2网格划分1.21定义边界条件并求解本次实验中，讲梁的左端固定，将载荷施加在右端，施以垂直向下的集中力，集中力的大小为30kN观察变形情况，再将力改为50kN，观察变形情况，给出应力应变云图，并分析。
（1）给左端施加固定约束；（2）给悬臂梁右端施加垂直向下的集中力；1.22定义边界条件如图1.3所示：图1.3定义边界条件1.23应力分布如下图1.4所示：定义完边界条件之后进行求解。
图1.4应力分布图1.2.4应变分布如下图1.5所示：图1.5应变分布图改变载荷大小：1.3将载荷改为60kN，其余边界条件不变。
毕业设计---压砖机的有限元分析
XX学院设计说明书课题：压砖机的有限元分析子课题:同课题学生姓名:专业学生姓名班级学号指导教师完成日期第1章绪论1.1 课题研究背景液压压砖机是陶瓷工业中用于墙地砖压制成形的必不可少的机械设备。
目前我国在实际生产中采用的压砖机类型主要有钢丝缠绕型液压压砖机、开式液压压砖机、闭式液压压砖机等类型，但工作时都普遍存在压砖机变形较大，刚性较差，而压砖机的强度、刚度将直接影响到零件加工精度、压砖机导轨的磨损和模具的寿命等。
因此如何优化压砖机结构，提高压砖机的静态、动态特性，同时又能降低压砖机的结构重量，对于液压压砖机的设计尤为重要。
随着科学技术的发展，压砖机正向大吨位、高精度和高速度发展。
要保证这些大吨位、高精度和压砖机的正常工作，首先应该在设计压力机压砖机时必须保证有足够的强度和刚度，同时考虑工作时的压力机的振动情况。
目前我国压力机压砖机的设计至今大多沿用经验、类比的传统设计方法，设计出的压砖机不仅性能差，结构笨重，速度、精度提不高，而且设计周期长，制造成本高，更新换代慢，国产高档次的压力机领与国外压力机相比存在很大的差距。
随着中国加入W'TO，中国的制造企业的形势将变得更加严峻，并面临更为强大的竞争对手，为此，中国的压力机制造企业必须改变原有的传统设计方法，以先进的设计制造手段作为技术支撑，来提高我国压力机的设计与制造水平，在新的市场环境中积极参与竞争。
随着CAD/CAM/CAE技术的日益普及和应用，有限元方法等现代结构分析方法己为工程技术设计人员广为认识和发展，在压砖机设计中得到广泛的应用，并取得了显著的技术经济效益。
1.2 国内外全自动液压压砖机研究现状与发展趋势1.2.1国外全自动液压压砖机的发展世界各国生产陶瓷砖除了塑性法、注浆法成型坯体之外，只要是采用颗粒状粉料压力成型工艺的基本上都是走过手工锤打→半机械化的摩擦压力锤→机械式压力机→摩擦—液压机成型→全自动液压机成型的道路。
因此，当今各地企业选用的自动液压压砖机其实是实践经验总结的应用，是目前最普遍最先进的方法，但不是唯一的方法。
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.
UG有限元分析范文
UG有限元分析范文有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种力学分析方法，通过将连续物体的几何形状分割成有限数量的有限单元，再通过有限单元的力学行为对整个结构进行力学计算和应力分析。
有限元分析在工程设计、高科技制造、结构优化、材料研发等领域都有广泛应用。
有限元分析的基本过程是将问题的几何形状分割成有限数量的有限单元，并在每个单元上建立近似的解析解。
然后通过求解线性方程组，得到各个节点的位移、应力和应变等信息。
有限元分析的结果可以用来评估结构的强度、刚度、热传导、流体流动等性能，从而指导工程设计和优化。
有限元分析的主要步骤包括建立有限元模型、设定边界条件、施加荷载、求解方程和后处理结果。
建立有限元模型时，需要选择适当的有限元单元类型和网格划分方式，以便准确描述物体的几何形状和特性。
设定边界条件是指对有限元模型的边界进行约束，例如固支条件、周期边界条件和接触条件等。
施加荷载是指在有限元模型上施加外部力或位移条件，模拟实际工况。
求解方程通常使用数值方法，如有限差分法或迭代法，计算出线性方程组的解。
最后，根据求解得到的结果，可以进行应力分析、刚度分析和模态分析等，以评估结构的性能和安全性。
有限元分析的优点是能够描述复杂几何形状和边界条件下的结构行为，能够以较小的代价进行预测和分析，为结构设计提供直观和可靠的工具。
然而，有限元分析也有其局限性，例如需要合理的网格划分和有限元模型的准确度依赖于对材料特性和边界条件的准确描述等。
在工程实践中，有限元分析常用于求解固体力学、流体力学、热传导和电磁场等领域的问题。
例如，在机械工程中，有限元分析可以用于评估零件的强度、刚度和疲劳寿命等，辅助设计优化。
在航空航天领域，有限元分析可以用于评估航空器的结构安全性和气动特性。
在建筑工程中，有限元分析可以用于评估建筑物的地震响应和结构稳定性等。
总之，有限元分析是一种重要的力学分析工具，通过将物体分割为离散的有限单元进行计算，可以解决各种工程问题。
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目录第一章绪论 (3)1.1研究课题的重大意义 (3)1.1.1残膜造成的危害 (3)1.1.2 残膜处理存在的问题 (4)1.1.3新疆的地膜覆盖情况 (4)1.1.4残膜对土壤物理性质的影响 (5)1.2 国内外残膜回收情况 (5)1.2.1 国内残膜回收情况 (5)1.2.2 国外残膜回收的情况 (8)1.3 CAE技术 (8)1.3.1 什么是CAE (8)1.3.2 CAE技术的发展 (8)1.4 论文来源及主要内容 (10)1.4.1 论文的来源 (10)1.4.2设计（论文）的主要内容 (10)第一章有限元法及ANSYS概述 (11)2.1 前言 (11)2.2有限元分析系统的发展现状与展望 (11)2.2.1 现状 (11)2.2.2有限元分析方法的发展趋势 (14)2．3有限元法基本概念和原理 (15)2．4有限单元法的分析步骤 (16)2.5 ANSYS概述 (17)2.5.1 ANSYS的发展及现状 (17)2.5.2 ANSYS有限元模型的生成 (18)2.5.3单元类型 (20)2.5.4 网格划分 (20)2.5.5载荷和边界条件的施加 (22)第三章新型残膜机的有限元分析 (23)3.1 新型残膜机搂膜齿部分简介 (23)3.1.1 搂膜齿UG三维模型的建立 (24)3.1.2 搂膜齿模型的导入 (25)3.1.3搂膜齿的单元网格的划分 (25)3.2计算求解 (27)3.2.1施加约束： (27)3.2.2施加载荷 (28)3.2.3 计算结果 (30)3.2.4对结果的分析 (33)3.3 新型残膜机限深轮部分简介 (33)3.3.1 限深轮UG模型的建立 (34)3.4 新型残膜机犁部分 (35)3.4.1犁部件简介 (35)3.3.1 犁的UG模型的建立 (35)3.3.2犁杆的受力 (36)第四章全文总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)第一章绪论1.1研究课题的重大意义1.1.1残膜造成的危害随着农业现代化的不断发展，农村使用地膜已成为确保农业高产稳产的重要手段。
但是随着地膜覆盖栽培年限的延长，残留地膜回收率低，土壤中残膜量逐步增加，极易造成地膜污染。
地膜覆盖是一项成熟的农业栽培技术，保水保肥、保持湿度，有效地增加和延长作物生长期，确保了农作物产量的提高。
然而，塑料属于高分子化合物，熔融指数（MI）高，极难降解，既不受微生物侵蚀，也不能自行分解，其降解周期一般为200～300年，降解过程中还会溶出有毒物质。
据统计，我国农膜年残留量高达三四十万吨，残膜率达40%多，也就是说，有近一半的农膜残留在土壤中，这无疑是一个极大的隐患。
随着使用地膜栽培年限的延长，残留地膜若得不到及时回收，必然给后人带来难以解决的污染危害，对农业可持续发展构成严重威胁。
残留农膜对环境的危害主要表现为以下四个方面：1是对土壤环境的危害。
土壤渗透是由于自由重力，水向土壤深层移动的现象。
由于土壤中残膜碎片改变或切断土壤孔隙连续性，致使重力水移动时产生较大的阻力，重力水向下移动较为缓慢，从而使水分渗透量因农膜残留量增加而减少，土壤含水量下降，削弱了耕地的抗旱能力。
甚至导致地下水难下渗，引起土壤次生盐碱化等严重后果。
另外，残农膜影响土壤物理性状，抑制作物生长发育。
农膜材料的主要成分是高分子化合物，在自然条件下，这些高聚物难以分解，若长期滞留地里，会影响土壤的透气性，阻碍土壤水肥的运移，影响土壤微生物活动和正常土壤结构形成，最终降低土壤肥力水平，影响农作物根系的生长发育，导致作物减产。
2是对农作物的危害。
由于残膜影响和破坏了土壤理化性状，必然造成作物根系生长发育困难。
凡具有残膜的土壤，阻止根系串通，影响正常吸收水分和养分；作物株间施肥时，有大块残膜隔离则隔肥，影响肥效，致使产量下降。
据兵团环境部门测定种子播在残膜上，烂种率达6.92%，烂芽率5.17%，棉苗侧根比正常减少4.8～7.6条， 2～3片真叶期棉苗死亡1.19%，子叶期棉苗死亡3.08%，现蕾期推迟3～5天。
株高降低6.7cm～12.9cm,有关调查资料表明，残膜对玉米产量影响的差异达到显著水平。
每公顷有187.5Kg残膜的土地，生产9420kg玉米，比无残膜的对照田减产玉米909kg。
减产率8.8%。
3是对农村环境景观的影响。
由于回收残膜的局限性，加上处理回收残膜不彻底，方法欠妥，部分清理出的残膜弃于田边、地头，大风刮过后，残膜被吹至家前屋后、田间、树梢、影响农村环境景观，造成“视觉污染”。
4是对牲畜的危害。
地面露头的残膜与牧草收在一起，牛羊误吃残膜后，阻隔食道影响消化，甚至死亡。
总之，从地膜污染对环境和作物产量产生的危害可以看出，地膜栽培农田中残留地膜量，大都接近或达到了能使作物减产的临界值。
因此，防治地膜污染已经是一项十分紧迫而又有重要意义的工作。
1.1.2 残膜处理存在的问题地膜覆盖栽培技术在农业生产中的效益是显著的，所以发展快速，但残膜处理及回收由于涉及经济利益，所以比较困难。
就目前情况而言尚存在以下问题： 1是农膜质量较差。
国内农膜强度低，耐用性差，使用寿命短。
其主要原因是农膜的熔融指数（MI）高，极难降解。
一些不宜用作农膜的树脂（如耐老化性差的高密度聚乙烯）也被用作农膜原料，其用量占农膜总量的1/5。
这些劣质农膜易破碎，不易清除，这是造成农膜污染的主要原因。
2是残膜的环境管理薄弱。
目前农民对地膜污染的危害有一定的认识，但他们的长远观念差，注重当年效益，忽视长远效益，也不彻底。
棉花收获完毕时间已经很晚，并紧跟着就要秋翻秋耕为来年生产打好基础，残膜来不及人工捡拾就被翻入耕层。
来年开春春播紧张，土地耙平紧跟着就要抢墒播种。
秋末、初春虽然可以安排劳力捡拾残膜，但天气情况给人工回收残膜造成一定困难。
3是法规体系不健全。
我国目前尚未建立农膜环境方面的法规及农膜土壤残留标准，土壤残膜污染实际上处于放任自流的状态。
而国外一些国家法律明确规定，不论使用何种农膜，农作物收割后不许有农膜存在，否则将罚款。
4是污染面扩大，污染量增加。
我国农膜年产量百万吨，且以每年10%的速度递增。
随着农膜产量的增加，使用面积也在大幅度扩展，现已突破亿亩大关。
无论是薄膜还是超薄膜，无论覆盖何种作物，所有覆膜土壤都有残膜存在，污染量在不断的增加。
1.1.3新疆的地膜覆盖情况地膜覆盖技术这场“白色革命”在催生新疆农业生产历史性变革的同时，废旧地膜也在对大片耕地进行着肆无忌惮的污染，而且这种污染带来的危害，愈来愈突出。
据介绍，目前，新疆地膜覆盖面积达2000万亩以上，每年地膜用量超过9万吨，无论地膜覆盖面积还是使用量，均居全国各省（市）区之首。
1979年至2004年，全区农田累计用地膜达100万吨以上。
农业厅农业环境监测站3年前的一次普查结果表明：全疆农田土壤中残膜留量亩均1．76公斤，残留量最严重的一个样点为每亩14．6公斤。
据了解，新疆使用地膜的农作物主要有棉花、玉米、小麦、番茄、甜菜、瓜、蔬菜等。
南疆是为了土地保墒，北疆主要用于提高土地积温。
“按常理，耕种两三年的地，农作物必须进行轮作倒茬，可现在，连续种植十多年以上的棉田是很普遍的”。
自治区农业厅有关部门负责人忧心忡忡地说，“结果使得耕地不堪重负。
”玛纳斯县农业局副局长鲍玉琴日前向记者提供了一份监测资料：连续种植地膜棉15年以上的棉田，每亩含膜最高达25．6公斤，最低13．8公斤，平均每亩残膜留量15．48公斤。
而兵团20年以上连续种植地膜作物的田块，平均每亩残膜含量竟高达50—60公斤。
“地膜污染造成的经济损失是惊人的。
”据有关部门测定，一亩地土壤含残膜达3．9公斤时，将导致各种农作物减产11％—23％。
“超薄型地膜的大量使用更加剧了对耕地土壤结构的侵害。
”玛纳斯县副县长李成辉说，地膜种植成本比较高，使用国家规定的0．008毫米规格地膜，一亩地约需3．5公斤。
可棉农为节约生产成本，大量使用不符合国家标准的0．005—0．006毫米的超薄地膜，一亩地虽然可节约1公斤膜，但膜薄易老化，这就给残膜回收增加了难度。
目前使用的聚乙烯材料地膜，埋在土壤中200年都不会降解。
根深才能叶茂，如此严重的白色污染造成了土壤耕作层中残膜密布。
农作物苗期易出现苗黄、苗弱甚至死亡，在中后期会严重影响作物根系的伸展和微生物的活力，阻碍作物根系的深扎和对土壤养分、水分的吸收。
为了减轻残膜对耕地的危害，这几年，自治区农科部门及部分地州投入大量人力、物力，不断引进生物降解技术，反复进行比对试验，可总体效果都不理想。
1.1.4残膜对土壤物理性质的影响残膜对土壤物理性质有极显著的影响，如土壤容重和比重随土壤中残膜量增加而增加，而孔隙度和土壤中含水量则随残膜量增加而减少(见附表1－1)。
表1－1以上材料表明：农膜碎片（残膜）进入土壤后，会严重改变土壤物理性质，影响土壤的透气性，阻碍农作物根系吸收水分及根系生长，导致农作物减产。
此外，塑料农膜生产过程中添加的增塑剂能在土壤中挥发，对农作物特别是蔬菜作物产生毒性，破坏叶绿素和叶绿素的合成，导致作物生产缓慢或黄化死亡而减产。
连续覆膜的时间越长，残留量越大，对农作物产量影响越大。
连续使用15年以后，耕地将颗粒无收。
早期的残膜回收主要是靠人工拣拾来实现。
传统的人工收膜方式费时费力，要经过用镐头起茬，用扒子搂膜搂茬、集垄、清除等多道工序，劳动强度大、残膜回收率低。
1.2 国内外残膜回收情况1.2.1 国内残膜回收情况因此，自地膜覆盖技术使用后不久，我国农机科技人员开始研制残膜回收机械。
十几年来，共研制出20多种残膜回收机具。
目前,新疆农机所在研制4JSM —1800棉秸杆切碎及残膜回收联合作业机方面取得了很大的成绩，满足设计使用要求。
但是在实际工作过程中，还存在一些问题，例如：在一些工作环境恶劣的棉田里工作时，会出现打齿、断齿的现象。
可见，残膜回收机的核心部件—弧形挑膜齿杆组和滚筒凸轮轴的强度对机具的工作性能影响很大，必须满足一定的设计要求。
对农业机械的主要结构件进行分析，是研究其可靠性，寻求最佳结构设计方案的主要手段。
农业机械的结构由于其本身结构形状的多样、复杂性以及载荷系统的恶劣复杂性，以往采用经典力学的方法进行结构分析，往往带有局限性。
在相当长的一段时期内，农业机械结构的设计，主要采用经验设计。
为了能够计算，往往采用较多的假设和简化，计算模型只能构造得非常简单，与实际的结构形状相差很大，所以计算是粗糙的、不很精确的。
有一些结构件甚至采用常规方法根本无法计算，这些都影响了农业机械的进一步发展。
而有限元方法属于力学分析中的数值法，是60年代以来发展起来的求解复杂工程问题的一种近似数值解法。
它是计算机时代的产物,是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法，是计算机辅助工程(CAE)中的一种。