【正文】 而作為實驗的角支座單元的螺孔也較為靠近 角支座的邊緣，所以根據(jù)實驗所得的情況數(shù)據(jù)， 設計最新的性能更高的角支座時，應該盡量將螺孔向角支座的中部集中，但是也不能太靠近中部以防導致 角支座的中部因應變過大，而導致角支座從中部被撕裂開。 加載荷 固定和施加載荷完成后 即可 開始 下一步的 計算 。 即下圖 步驟 1 要求這 6 個圓形在長方形的下半部每邊 3 個并平行，完成作圖后確定選擇移除材料。 構件與支座用光滑的圓柱鉸鏈聯(lián)接，構件不能產(chǎn)生沿任何方向的移動，但可以繞銷釘轉(zhuǎn)動，可見固定鉸支座的約束反力與圓柱鉸鏈約束相同，即約束反力一定作用于接觸點，通過銷釘中心，方向未定。支座對構件就是一種約束。 下面用 GUI 的方式介紹定義單元類型的操作步驟： （ 1）在 ANSYS 導入齒輪實體成功后，從主菜單欄選擇 Main Menu：Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete 命令，彈出 Element Type 對話框，此時列表框中顯示 NONEDEFINED 表示沒有任何單元被定義。 角支座實體圖 角支座 幾何尺寸的設定 角支座是由兩個長 200CM、寬 100CM、厚度 40CM 的兩個長方體垂直相接，中間連接一個支撐件組成。特別是近 20 年，隨著計算機發(fā)展，更使有限元分析成為數(shù)值計算的一個主流。 ANSYS 軟件是現(xiàn)代產(chǎn)品設計中高級的 CAD/CAM軟件之一，它自身可以進行一些結(jié)構簡單的模型建立，也可以與大多數(shù)的 CAD 軟件（如AutoCAD Pro/E、 UG、 Solidworks 等軟件）實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交換，通過 ANSYS軟件共享數(shù)據(jù)接口將 CAD 軟件生成的模型保存的副本文件（文件格式有 IGES，Pro/E， Unigraphics， CADDS， SAT 和 Parasolid 等）導入 ANSYS 軟件中生成有限元實體模型。 ⑥ 聯(lián)立方程組求解和結(jié)果解釋：有限元法最終導致聯(lián)立方程組。顯然單元越?。ňW(wǎng)絡越細）則離散域的近似程度越好，計算結(jié)果也越精確，但計算量及誤差都將增大，因此求解域的離散化是有限元法的核心技術之一。由于大多數(shù)實際問題難以得到準確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應各種復雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。這一切都要求工程師在設計階段就能精確地預測出產(chǎn)品和工程的技術性能，需要對結(jié)構的靜、動力強度以及溫度場、流場、電 磁場和滲流等技術參數(shù)進行分析計算。它是50 年代首先在連續(xù)體力學領域 飛機結(jié)構靜、動態(tài)特性分析中應用的一種有 效的數(shù)值分析方法，隨后很快廣泛的應用于求解熱傳導、電磁場、流體力學等連續(xù)性問題。 最早在 1943 英國的數(shù)學家 Conrant 以應用數(shù)學的角度提出了有限元法的觀點 ，他 在求解 求解 扭轉(zhuǎn)問題 上首先嘗試 結(jié)合 使用定義在三角形區(qū)域中的 連續(xù)函數(shù)以及最小位能原理 。但是以現(xiàn)有的材料對角制作進行分析已經(jīng)沒有太大的作用和科學價值，只能當做初步的科學實驗。而在實際工程中提出了對超大抗拉和抗剪承載能力萬向角支座的需求。 ANSYS 軟件 的分析功能分為 ： 1．結(jié)構非線性分析 2．流體動態(tài)分析 3．結(jié)構屈曲分析 4．結(jié)構動力分析 5．結(jié)構靜力分析 6．熱力學分析 7．壓電分析 8．聲場分析 9．電磁場分析 論文需要的軟件分析功能應力 、 位移和結(jié)構分析 。 現(xiàn)在世界 上 先進 的 應用于設計 的有限元 應用 程序 幾近千 種，其中最 有 名的 事 : NASTRAN、 ASKA、 SAP、 ANSYS等。這些功能使得設計更加簡便，理論思路更加的被人容易的接受，設計的產(chǎn)品也更加完成整，使得設計主題也更加的清晰 。如果設計者能夠按照先凹后凸 、 先大后小的設計步驟，生成倒圓角就相對其他的方法來說會簡便得多， 此外，改變邊界曲面 、 使用特征結(jié)合和變化圓角的順序也會有利于設計。 （ 3） 在軟件中可以打開 surface 菜單，從中選這個中選項如 trim（修剪曲面） 、extend（延伸曲面） 、 join（連接曲面） 、 merge（融合曲面）、 intersect（相交曲面）等等選項來修改曲面，這些都有利于完成三維實體模型的簡單設計。 （ 5） Pro/ENGINEER 軟件的 參數(shù)化（ Parametric） 功能 是 一 種集成關聯(lián) 的 系統(tǒng)， 及其中的任意一個參叔的修改就會導致其它參數(shù)的變化，也就是參數(shù)之間具有相互聯(lián)系的特點。 （ 2） 根據(jù)獨特 的（ FeatureBased） Pro/ENGINEER 軟件 是一個 三維 實體 的 模型建模工具， 他能夠利用特征模型來建造單獨特別的單元 。但是進行角支座的建模及強度分析需要使用 PROE 和 ANSYS 這兩個軟件的幫助，我這次設計使用的是 版本和 的版本， PROE 有網(wǎng)上教學和漢化版，較容易上手。角支座的上半部是承受壓力最大的部位，也是最開始變形的地方，而在繼續(xù) 6 受力后角支座的支撐件 受力開始猛然增大，隨時間的變化，角支座支撐件部位受力的壓力表顏色開始迅速加深，只持續(xù)施加壓力后，角支座的上半部開始形變崩潰。完成角支座的三維模型的建立后，打開ANSYS 軟件建立和 PROE 軟件的傳輸接口，將 PROE 做出的三維模型保存為 igs格式即可將三維模型導入 ANSYS 軟件中進行強度分析，而不會使三維模型在導入的過程中丟失特征導致導入失敗而不得不重新建立三維模型。如果有強度和剛度更高的材料就可能制造出能夠承受更大彎曲載荷的角支座，就可以更加簡便工程建造的過 程和減少工程造價的費用。 它是一項利用計算機技術 為主要手段，通過生成和利用各種數(shù)字信息和圖形信息，幫助人們完成產(chǎn)品設計與制造的技術。該課題角支座的應力分布規(guī)律，課題具有使用價值 ,是對角支座的強度進行深刻的研究和分析 ,對支座進行了 受拉、受剪和受壓力學性能參數(shù)分析和經(jīng)濟性比較 ,找出了主要影響因素、影響規(guī)律和影響大小。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔 1）設計（論文） 2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂 3）其它 目錄 中文摘要 英文摘要 前言 第一章 緒 論 課題研究的 背景及 意義 PROE 和 ANSYS 軟件簡介 本設計的主要 目標及 內(nèi)容 第二章有限元分析 有限元法簡介 有限元法的基本思想 有限元法的特點 ANSYS 的發(fā)展及現(xiàn)狀 ANSYS 分析的基本過程 第 三 章 角支座 的 有限元問題分析 角支座 結(jié)構特點 角支座 幾何尺寸的設定 材料選定 適用場合 第 四 章 PROE 軟件角支座的 三維建模 PROE 建模的思路 和過程 ANSYS 的 導入 和分析 網(wǎng)格劃分 加載荷 第五章 角支座 的有限元結(jié)構強度計算分析 軟件計算 和內(nèi)容 查看 von Mises 等效應力 查看接 觸應力 接觸應力集中點分析 結(jié)論 致謝 參考文獻 2 角支座建模及強度分析 摘 要 角支座是機械工程中的經(jīng)常使用的支撐類結(jié)構 ， 有固定角支座、可動角支座、雙向滑動角支座、抗震角支座等等各種類型。 Strength analysis。 本課題主要在 PROE 軟件中進行三維建模，然后將角支座的三維模型導 入 ANSYS 軟件中，進行有限元的分析計算，利用 ANSYS 軟件的分析做出角支座各部位受力的位移圖、應力圖和應變圖。要求 這 6 個圓形在長方形的下半部每邊 3 個并平行，完成作圖后確定選擇移除材料。上支座高度對支座性價比影響最大，下 支座、下支座高度 和 下支座厚度對支座性價比影響較小。角支座在工作過程中承受較大的彎曲載荷作用， 是拉彎復合變形典型零件，要求其具有足夠的強度和剛度要求，才能滿足使用要求。 Pro/E 獨樹一幟的軟 件功能直接影響了我們工作中的設計、制造方法。 3）以 SET、 IGES、 Neutral 、 DA 等格式， 使 用 軟件的 import（輸入）功能， 導 入由其他軟件或 是 三維測量儀 生成 的 三維實體模型來構建 曲面。這些要求了設計必須要有步驟和具體的前后順序。 對設計者來說通過改變特征來改變曲面的方法是必備的素質(zhì)， 而 Pro/ENGINEER 軟件的特征化的參數(shù)特點也鼓勵設計者使用這種方法。 現(xiàn)代的 Pro/ENGINEER 軟件已經(jīng)升級為全3D 的模式，解決了以前因技術方面的不成熟而存在的大量的 CAD/CAM 的外框三維模型和線圈 。 能夠根據(jù)設計的機械構造系統(tǒng)在承受載荷（位移 、 溫度 、應力） 的結(jié)果，而反應這個系統(tǒng)當前的狀態(tài)是否是正確的反應狀態(tài)的軟件，即為系統(tǒng)分析軟件 。 ANSYS 軟件， 對提高設計效率和減少設計成本也十分有用 。由于工程中的節(jié)點形式多種多樣，這就給工程應用帶來了很大的不便，同時也增加了工程的造價和設 計的時間費用等等。角支座的建模及強度分析就是為了以現(xiàn)有的材料為基礎，來設計出能夠最大化承載彎曲載荷的角支座，是材料能夠最大化實現(xiàn)價值和最優(yōu)的服務于工程建筑。計算機輔助設計（ Computeraided Design， CAD）、計算機輔助工程（ Computeraided Engineering， CAE）、計算機輔助制造（ Computeraided Manufacturing， CAM）即為計算機輔助人類進行工程設計制造的三大分類，二有限元法是計算機輔助工程 CAE 中的一種。 14 （ 1） 可以離散一個被定義為結(jié)構或連續(xù)體的求解域為幾個子域，通過這個結(jié)構火鏈預提的邊界上的各個節(jié)點來結(jié)合成為一個整體 。 MSC 是比較老的一款軟件目前更新速度比較慢。 有限元法的概念和原理 有限元法的基本概念是用較簡單的問題代替復雜問題后再求解。 16 對于不同物理性質(zhì)和數(shù)學模型的問題，有限元求解法的基本步驟是相同的，只是具體公式推導和運算求解不同。例如，單元形狀應以規(guī)則為好，畸形時不僅精度低，而且有缺秩的危險，將導致無法求解。前處理是建立或?qū)胗邢拊Ｐ?，完成單元網(wǎng)格劃分；后處理則是采集處理分析結(jié)果，使用戶能簡便提取信息，了解計算結(jié)果。他們把結(jié)構劃分成一個個三角形和矩形的單 元，利用單元中近似位移函數(shù)，求得單元節(jié)點力與節(jié)點位移關系的單元剛度矩陣。 三 角支座有限元問題分析 角支座結(jié)構特點 角支座 是機械工程中的經(jīng)常使用