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<T1 T2 T3>→<0 0 ，单击 0 >，Rotations<R1 R2 R3>→<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
有限元分析项目实例首先需要配备相关的分析程序，例如abaqus、ansys、fortran、matlab等，有了这些以后再去找一些项目或者算例中的模型，这样你就有了核心材料，再写个报告。呵呵。模型可以到simwe仿真论坛中去找。有限元分析有好多类型的，比如有一般的接触分析、静力分析、模态、热传导等，还有一些相对复杂的例如弹塑性动力、后屈曲、穿透、材料成型、有限元疲劳等。
先确定要写的论文主题，然后搜集相关领域的同类型文章或者材料，看一下这些材料里面重点关注的是哪些领域，重点分析的是什么问题，研究思路是什么，然后先列自己论文的提纲，列好后再扩充内容，最后进行统稿修正。
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钢板材包装木托架的承 载研究和结构优化
目前我国钢产量早已 跃居世界第一位,钢铁企业的工艺和装备水平也已走在世界前列,但钢铁企业对于钢材 的包装技术,基本停留在经验阶段 ,远落后于先进的钢铁生产 制造工艺,从而造成了不必要的资源浪费和安全隐患。 其中薄钢板材在储运过 程中,承载作用 的木托架常有破坏事故发生,给生产使用造成了巨大的安全隐患。本文通过木材的试验和木托架的承载受力情况分析对规范木托架的包装形式提供一定的理 论依据。木托架是 作为钢板材单元负荷用于集装、堆放、搬运和运输的水平平台装置, 它是一 种由纵木和横木联接构成的简易装置。本 文分别通过对常用木材的物理性能分析;木托架承载 性能分析和有限元 分析;对木托架结 构设计进行初探。主要采用足尺寸试样的试验方法对常用木材进 行力学性能试验,确定不同木材的抗弯性能和抗压性能,为不同运输环境选择合适 的木材提供了数据支持。基 于薄钢板材对木托架的合理设计 要求,分析了流通环境中木托架的具体工况 ,采用相 应的工程力学理论,进行典型工况下 木托架的承载分析,建立相应的力学模型。根据力学模型对木 托架的尺寸和结构 进行了优化,初步获得 了兼顾木托架承载性能与成本的设计方法,对木 托架的设计和生产提供了力学分析的初步依据。采用ANSYS有限元分析软件对薄钢板包装用木托 架在吊运工况下的受 力和变形情况进行分析,对典型工况下的木托架进行了承载分析和有限元仿 真。根据理论分析,确定木材为正交异 性的材料,通过承载分析建立了木托架在堆码和吊运工况 下的力学模型 ;通过有限元仿真进一步对承载分析进行验证,并确定不同木托架在吊运时的结构稳定性。在吊 运工况下同等尺寸外伸梁木 托架比田字型木托架结构更稳定,增加横梁的数量可以增加木托架的结构稳定性。对木托架的吊运位置 选取进行了初步分析。本文对木托架的设计和生产应用提供了理论上的 依据。本文对用于钢板 材包装的木托架进行了受力分析及有限元仿真,并对木托架常用木材 的力学性能进行了试验,最 对木托架的结构进行优化。由于木托架的约束理论简化与实际 情况存在一定程度误差,加之 材料力学相对于木材力学分析的局限性,在模型的 建立和有限元的仿真过程中,都对木托架的实际承载情况作了近似的处理和简化, 还需要作 进一步的理论和实验研究 以及实践应用
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