有限元分析论文结论

CAE实用软件实训结业论文 10604020819 穆俊超 106040208班 机械设计方向 此例是发动机活塞的有限元分析，其目的是检验该活塞的结构强度。活塞顶部受 到向下的均布载荷为10MPa，材料弹性模量 E = 2.1× 1011 p a ，泊松比 ? = 0.3 。 题目分析；对活塞的中间两个通孔进行限制，并且是完全限制，六个方向的约束 全部施加上去，并且是在两个位置 Solid 1.3 1.8，都施加限制，而在顶部只设置 五个方向的约束，竖直向下的约束不加限制，这样才可以施加均布载荷，网格类 型为 Type→Solid， 1．新建一个数据库文件， 【File】 ．新建一个数据库文件， 【 】 1） 选择菜单 【File】 →New， 文件名→输入文件名 mjc, 单击 。 Analysis Code→MSC.Nastran，Analysis Type→Structural，单击 。 2．导入 CAD 几何模型 ． 选择菜单【File】→Import，Object→Model, Source→Parasolid xmt， 选择 piston.x_t，单击 ，单击 。 3．划分有限元网格， ．划分有限元网格， 划分网格：Action→Create，Object→Mesh，Type→Solid， Elem Shape→Tet， Mesher → Tetmesh ， Topology → Tet10 ， Input List → Solid 1 ， 选 中 Automatic Calculation，单击 。 4．施加边界条件， ．施加边界条件， 1） 施加固定约束： Action→Create， Object→Displacement， Type→Nodal， New Set Name→mjc1，单击 ，Translations→<0 0 ，单击 0 >，Rotations→<0 0 0>，单击 ， 选中 Geometry， Select Geometry Entities→Solid 1.3 1.8， 单击 ，单击 ，单击 。 2）施加均布载荷：Action→Create，Object→Pressure，Type→Element Uniform， New Set Na→mjc2， Target Element Type t→3D， 单击 , Pressure→1.0e7， 单击 ， 单击 ， 选中 Geometry， Select Solid Faces→Solid 1.32，单击 ，单击 ，单击 。 5．定义材料属性， ．定义材料属性， 定义材料：Action→Create，Object→Isotropic，Method→Manual Input，Material Name→steel， 单击 ， Constitutive Model→Linear Elastic， Elastic Modulus→2.1e11， Poisson Ratio→0.3， 单击 ， 单击 。 6．定义单元属性， ．定义单元属性， 1）定义单元属性：Action→Create，Object→3D，Type→Solid，Pry Set Name→ mjc3， Option(s) →Homogeneous、 Standard Formulation， 单击 ， Material Name→Steel （在 Material Property Sets 中选择） 单击 ， ， Select ，单击 。 Members→Solid 1，单击 7．进行分析， ．进行分析， 1）进行分析：Action→Analyze，Object→Entire Model，Method→Analysis Deck， Job Name→mjc，单击 ，Solution Type→LINEAR STATIC，单击 ， apply。 打开 NASTRAN， 选择 mjc1.bdf， 单击 。 此时， Patran 会将模型提交 Nastran 运算，会弹出一个 DOS 形式的窗口，显示 Nastran 的运行 情况，运算完成之后，计算机的扬声器会有提示音，同时，状态显示窗口关闭。 2） 读入分析结果： Action→Access Results， Object→Attach XDB， Method→Result Entities，Select Result File，文件名→mjc1.xdb，单击 ，单击 。 这样才可以进行后处理。 这一步骤， 是将 Nastran 的分析结果读入到 Patran 中来， 8．后处理， ．后处理， 1）显示应力云纹图：Action→Create，Object→Quick Plot，Select Result Cases→ Default,A1: Static Subcase，Select Fringe Result→Stress Tensor，Quantity→von 。此时，活塞模型的 von Mises 弯曲应力云纹图就显示出 Mises，单击 来，如图 1-6 所示。 图 1-6 2）显示位移变形图：Action→Create，Object→Quick Plot，Select Result Cases→ Default,A1: Static Subcase ， Select Deformation Result → Displacements Translational，Quantity→Magnitude，单击 。此时，活塞模型的位移变 形图就显示出来，如图 1-7 所

在我国煤炭开采中,井下开采占据着主导地位。乳化液泵站作为井下采煤液压系统的动力元件,它为系统提供工作用的乳化液介质。现代化的采煤工作面对乳化液泵站的供液质量要求越来越高,即要求到达液压支架的压力波动范围越来越小。但是随着工作面对重载高速的要求越来越高,使得泵站功率越来越大,节能因素决定了不能使用溢流阀来稳定泵站压力,只能使用工作在开关状态下的卸载阀来稳定泵站的供液压力。因此,卸载阀的动态特性显得尤为重要。论文基于机液仿真软件AMESim对矿用乳化液泵站卸载阀进行了建模和仿真研究,并结合实验进行参数辨识,研究了卸载阀的动态特性,研究的结果对卸载阀新样机的制作有一定的指导意义。论文首先介绍了水压传动的定义,紧接着阐述了国内外卸载阀的研究现状。由于高水基介质的特殊性,论述了高水基介质带来的问题以及在设计加工制造过程中高水基液压元件用到的关键技术。运用机械/液压及动力学软件AMESim对卸载阀进行建模,建立了卸载阀的数学模型及AMESim仿真模型。根据所建立的模型,对电磁控制方式和机械控制方式进行了详细的分析,得出各自工作的动态过程。对卸载阀进行了频域分析,得出卸载阀在工作时的稳定性和稳定裕度。利用AMESim软件中的模态分析工具计算出卸载阀的固有频率,使工作频率远离模态频率以减小振动现象。运用遗传算法优化原理,选择卸载阀中影响因素较大的参数进行参数取值,并对这些参数进行优化设计,使得卸载阀在工作时达到最大的节能效果。为验证上述仿真结果,在煤炭科学研究院太原研究院的帮助下,搭建了实验系统并进行实验。实验结果表明,卸载阀具有稳定性好、压力波动范围小的特点,能够满足乳化液泵站的工作需要,同时也验证了模拟仿真的正确性。论文所做工作主要是针对矿乳化液泵站压力控制的特殊性,对泵站用卸载阀进行了数学分析及仿真研究,为卸载阀动态性能的设计提供理论支持。本文中对卸载阀结构参数的优化结果为卸载阀性能的提高也有一定的参考价值。

最近学习有限元方法的另一个全新的认识是：有限元分析的结果是可以进行非实验的验证。刘轶军的书和电子工业出版社的Moaveni的“有限元分析——ansys理论与应用”都强调了这一点。不仅通过网格细化程度的调整可以观察已得解的精确性，而且可以通过后处理的方法求出边界点的载荷等方法来验证解的正确性及精确性。这方面在今后的读书和实践中要注意去整理和积累。

郭老师你也打DOTA啊，要不来11上搞一局，切磋切磋啊，要是我赢了，可要给我高分哈---

弹性力学是固体力学的一个分支，建立在 连续性、完全弹性、均匀性、各向同性及小变形假定基础之上。弹性力学研究包括杆状构件在内的各种形状的弹性体，其基本任务是研究由于受外力作用或边界约束，温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移，从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题法国布辛奈斯克运用弹性理论推出了在弹性半空间表面上作用一个竖向集中力时，半空间内任意点处所引起的应力和位移的弹性力学解答，（上图）。在半空间（相当于地基）中任意点M（x,y,z）处的六个应力分量和三个位移分量的解答如下：（上公式）由于土是散粒体，一般不能承受拉应力。在土力学中，应力符号的规定与弹性力学中相同，但应力正负号的规则与弹性力学相反。即法向应力以压为正，以拉为负。剪应力方向的规定以逆时针方向为正平面应变问题在垂直于轴线的任意横截面内，与Z坐标相关的三个应变都等于0，即：εz、γzx、γzy=0 ；与Z坐标无关的三个应变都不等于0，即：ε x 、 ε y、 γ xy≠0 。任一点的应变分量只剩下平行于xy面的三个应变分量 许多机器零件均可以近似地作为平面应变问题进行计算，如花键，滚针轴承中的滚子等 。

铝电解多功能机组是专用于有色金属冶炼工厂的特种起重机械,属于有色冶金起重机,作为制铝行业的主要生产设备,在铝电解作业中起着至关重要的作用。其工作级别高、工作环境非常恶劣。在企业生产规模的大型化发展趋势下,对铝电解多功能机组提出了更高的要求:高生产率、高使用性能、高安全可靠性、人机工程合理性等。因此,对铝电解多功能机组关键部件及技术研究,对于提高生产作业的安全性及高效化,有着一定的现实意义和指导意义。本文从起重机设计出发,依据《起重机设计规范GB/T3811-2008》和《铝电解多功能机组有色金属行业标准YS/T7-2008》,结合铝电解多功能机组的特殊工况,研究其载荷情况和载荷组合;桥架结构部分以双梁型式和三梁型式、机械部分以大车运行机构车轮为研究对象,通过Solidworks有限元分析软件对其具体结构进行建模仿真分析比较,确定了铝电解多功能机组的主梁截面,对大车车轮运行工况进行了一定的改善。本文旨在探索铝电解多功能机组在大车结构型式、大车运行机构车轮结构等关键技术方面满足其大型化发展需要的思路与方法,从而完成满足这一发展趋势下的铝电解多功能机组的分析与研究。