雷達(dá)俯仰結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性分析畢業(yè)論文(已修改)
2025-07-05 06:41 本頁(yè)面
【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙雷達(dá)俯仰結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性分析畢業(yè)論文目 錄摘要 iAbstract ii第一章 引 言 1 課題的背景 1 本文的主要研究?jī)?nèi)容 1第二章 有限元法與ANSYS 2 有限元分析方法概述 2 有限元分析的基本思想 2 ANSYS的主要功能 3 ANSYS提供的分析類型 4第三章 雷達(dá)俯仰結(jié)構(gòu)模型的建立 7 問(wèn)題描述 7 解析解 8 有限元解 11 11 創(chuàng)建單元類型 12 定義材料特性 13 定義實(shí)常數(shù) 14 創(chuàng)建節(jié)點(diǎn) 15 指定單元屬性 15 創(chuàng)建鉸鏈單元 16 指定單元屬性 16 創(chuàng)建梁?jiǎn)卧?16 指定分析類型 17 打開(kāi)大變形選項(xiàng) 17 確定第一個(gè)載荷步時(shí)間和時(shí)間步長(zhǎng) 17 確定數(shù)據(jù)庫(kù)和結(jié)果文件中包含的內(nèi)容 18 設(shè)定非線性分析的收斂值 19 施加約束 20 求解 20 定義變量 21 對(duì)變量進(jìn)行數(shù)學(xué)操作 22 用曲線圖顯示角位移、角速度和角加速度 22 列表顯示角位移、角速度和角加速度 25 命令流 26 有限元法與解析解的比較 29第四章 總結(jié)和展望 32 本文所做工作總結(jié) 32 工作的展望 32參考文獻(xiàn) 33致謝 34 36 第一章 引 言 課題的背景雷達(dá)概念形成于20世紀(jì)初。雷達(dá)是英文radar的音譯，為Radio Detection And Ranging的縮寫(xiě)，意為無(wú)線電檢測(cè)和測(cè)距的電子設(shè)備。雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是白天黑夜均能探測(cè)遠(yuǎn)距離的目標(biāo)，且不受霧、云和雨的阻擋，具有全天候、全天時(shí)的特點(diǎn)，并有一定的穿透能力。因此，它不僅成為軍事上必不可少的電子裝備，而且廣泛應(yīng)用于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展(如氣象預(yù)報(bào)、資源探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等)和科學(xué)研究(天體研究、大氣物理、電離層結(jié)構(gòu)研究等)。隨著現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)要求的日益提高，將有限元法運(yùn)用于機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)，主要體現(xiàn)在：傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)耗費(fèi)工時(shí)，設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，產(chǎn)品成本較高。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)是在有限的幾個(gè)方案中比較或是選擇一個(gè)比較優(yōu)秀的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這就使得設(shè)計(jì)具有一定的盲目性。將有限元法運(yùn)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中去，可以優(yōu)化零件形狀，降低消耗和成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。最為重要的有限元法大大縮短了設(shè)計(jì)周期，減少了試件的制作。有限元法在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研究中說(shuō)顯示出的無(wú)比優(yōu)越性，使其成為企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的有利工具，已經(jīng)越來(lái)越受到工程技術(shù)人員的重視。 本文的主要研究?jī)?nèi)容ANSYS是大型的通用有限元軟件，其功能強(qiáng)大，可靠性好，具有強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)分析能力和優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，因而被國(guó)內(nèi)外大多數(shù)機(jī)械行業(yè)所采用。本文將基于ANSYS建立雷達(dá)俯仰結(jié)構(gòu)的有限元模型，對(duì)雷達(dá)俯仰結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。首先，對(duì)ANSYS進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，為雷達(dá)俯仰結(jié)構(gòu)的有限元分析做好準(zhǔn)備工作；然后，以雷達(dá)俯仰結(jié)構(gòu)中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，利用ANSYS建立了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)體單元模型，然后利用ANSYS對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究，并給出分析步驟。最后將利用解析法計(jì)算出的結(jié)果與ANSYS運(yùn)算出的結(jié)果進(jìn)行比較，討論其誤差范圍是否在工程允許范圍之內(nèi)。第二章 有限元法與ANSYS 有限元分析方法概述有限元法是一種離散化的數(shù)值解法,是用于求解各類實(shí)際工程問(wèn)題的方法。應(yīng)力分析中穩(wěn)態(tài)的、瞬態(tài)的、線性的、非線性的問(wèn)題及熱力學(xué)、流體力學(xué)、電磁學(xué)以及高速?zèng)_擊動(dòng)力學(xué)問(wèn)題都可以通過(guò)有限元法得到解決。有限元法最初被稱為矩陣近似方法，應(yīng)用于航空器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算，并由于其方便性、實(shí)用性和有效性而引起從事力學(xué)研究的科學(xué)家的濃厚興趣。經(jīng)過(guò)短短數(shù)十年的努力，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和普及，有限元方法迅速?gòu)慕Y(jié)構(gòu)工程強(qiáng)度分析計(jì)算擴(kuò)展到幾乎所有的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，成為一種豐富多彩、應(yīng)用廣泛并且實(shí)用高效的數(shù)值分析方法。20 世紀(jì) 60 年代初首次提出結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算有限元概念的克拉夫（Clough）教授形象地將其描繪為：“有限元法=Rayleigh Ritz 法＋分片函數(shù)”，即有限元法是 Rayleigh Ritz 法的一種局部化情況。不同于求解（往往是困難的）滿足整個(gè)定義域邊界條件的允許函數(shù)的 RayleighRitz 法，有限元法將函數(shù)定義在簡(jiǎn)單幾何形狀（如二維問(wèn)題中的三角形或任意四邊形）的單元域上（分片函數(shù)），且不考慮整個(gè)定義域的復(fù)雜邊界條件，這是有限元法優(yōu)于其他近似方法的原因之一 有限元分析的基本思想有限元分析（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis）的基本思想是用較為簡(jiǎn)單的問(wèn)題代替比較復(fù)雜的問(wèn)題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互聯(lián)子域組成，對(duì)每一單元假定一個(gè)合適的（較簡(jiǎn)單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域的滿足條件（如結(jié)構(gòu)的平衡條件），從而得到問(wèn)題的解。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問(wèn)題被較簡(jiǎn)單的問(wèn)題所替代。由于大多數(shù)實(shí)際問(wèn)題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元法不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜情況，因而有限元分析成為行之有效的工程分析手段。有限元法的基本思想可歸結(jié)為兩個(gè)方面，一是離散，二是分片插值。離散就是將一個(gè)連續(xù)的求解域人為地劃分為一定數(shù)量的單元，單元又稱網(wǎng)格，單元之的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)，單元間的相互作用只能通過(guò)節(jié)點(diǎn)傳遞，通過(guò)離散，一個(gè)連續(xù)體便分割為由有限數(shù)量單元組成的組合體。離散的目的就是將原來(lái)具有無(wú)限自由度的連續(xù)變量微分方程和邊界轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換為只包含有限個(gè)節(jié)點(diǎn)變量的代數(shù)方程組，以利于用計(jì)算機(jī)求解。 有限元法的離散思想借鑒于差分法，但做了適當(dāng)改進(jìn)。首先，差分法是對(duì)計(jì)算對(duì)象的微分方程和邊界條件進(jìn)行離散，而有限元法是對(duì)計(jì)算對(duì)象的物理模型本身進(jìn)行離散，即使該物理模型的微分方程尚不能列出，但離散過(guò)程依然能夠進(jìn)行。其次，有限元法的單元形狀并不限于規(guī)則網(wǎng)格，各個(gè)單元的形狀和大小也并不要求一樣，因此在處理具有復(fù)雜幾何形狀和邊界條件以及在處理具有像應(yīng)力集中這樣的局部特性時(shí)，有限元法的適應(yīng)性更強(qiáng)，離散精度更高。 變分法是在整個(gè)求解域用一個(gè)統(tǒng)一的試探函數(shù)逼近真實(shí)函數(shù)，當(dāng)真實(shí)函數(shù)性態(tài)在求解域內(nèi)趨于一致時(shí)，這種處理是合理的。但如果真實(shí)函數(shù)的性態(tài)很復(fù)雜，再用統(tǒng)一的試探函數(shù)就很難得到較高的逼近精度，或者說(shuō)要得到較高的精度就需要階次很高的試探函數(shù)。同時(shí)由于不能在求解域的不同部位對(duì)試探函數(shù)提出不同的精度要求，往往由于局部精度的要求問(wèn)題的求解很困難。所以這類方法一般用于求解函數(shù)交規(guī)則和邊界條件較簡(jiǎn)單的問(wèn)題。 分片插值的思想是有限元法與里茲法的一個(gè)重要區(qū)別，它是針對(duì)每一個(gè)單元選擇試探函數(shù)（也稱插值函數(shù)），積分計(jì)算也是在單元內(nèi)完成。由于單元形狀簡(jiǎn)單，所以容易滿足邊界條
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