【正文】 微分，得到搖桿的角速度；角速度對時間t微分，得到搖桿的角加速度。 瞬態(tài)分析選項 確定第一個載荷步時間和時間步長打開Solution 中的TimeTime Step選項，將第一個載荷步時間定義為T即曲柄轉(zhuǎn)動一周所需的時間；將時間步長定義為 ，選擇“KBC”為“Ramped”，指定載荷為坡度載荷；；，完成載荷步時間和時間步長設(shè)置。 BEAM單元屬性 創(chuàng)建梁單元分別拾取節(jié)點1,節(jié)點 3,4，以及節(jié)點 5,6，創(chuàng)建3個梁單元，前2個梁單元由B點處鉸鏈單元連接，后2個梁單元由C點處鉸鏈單元連接。完成材料特性的定義。本次課題中的俯仰結(jié)構(gòu)是三維彈性材料，既承受拉壓力也有彎矩存在，因此可以選用BEAM4單元和COMBIN7單元。屬于既受拉、壓力，又有彎曲應(yīng)力的線單元。這些功能可用來確定音響話筒的頻率響應(yīng)，研究音樂大廳的聲場強度分布，或預(yù)測水對振動船體的阻尼效應(yīng)。熱分析還具有可以模擬材料固化和熔解過程的相變分析能力以及模擬熱與結(jié)構(gòu)應(yīng)力之間的熱－結(jié)構(gòu)耦合分析能力。ANSYS可進(jìn)行的結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析類型包括：瞬態(tài)動力學(xué)分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析及隨機振動響應(yīng)分析。分析計算模塊分析計算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力。對于整個求解域而言，只要試探函數(shù)滿足一定條件，當(dāng)單元尺寸縮小時，有限元就能收斂于實際的精確解。首先，差分法是對計算對象的微分方程和邊界條件進(jìn)行離散，而有限元法是對計算對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，但離散過程依然能夠進(jìn)行。不同于求解（往往是困難的）滿足整個定義域邊界條件的允許函數(shù)的 RayleighRitz 法，有限元法將函數(shù)定義在簡單幾何形狀（如二維問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單的問題代替比較復(fù)雜的問題后再求解。本文將基于ANSYS建立雷達(dá)俯仰結(jié)構(gòu)的有限元模型，對雷達(dá)俯仰結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)分析。雷達(dá)的優(yōu)點是白天黑夜均能探測遠(yuǎn)距離的目標(biāo)，且不受霧、云和雨的阻擋，具有全天候、全天時的特點，并有一定的穿透能力。本文使用有限元法對雷達(dá)俯仰結(jié)構(gòu)進(jìn)行運動特性分析。首先利用解析法對問題進(jìn)行求解，但是求解過程較為復(fù)雜，計算量大，鑒于ANSYS中有一類分析類型是結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析，符合本題得要求，可以加以應(yīng)用，簡化計算。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)用于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展(如氣象預(yù)報、資源探測、環(huán)境監(jiān)測等)和科學(xué)研究(天體研究、大氣物理、電離層結(jié)構(gòu)研究等)。首先，對ANSYS進(jìn)行了簡要的介紹，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)中的曲柄搖桿機構(gòu)為研究對象，利用ANSYS建立了曲柄搖桿機構(gòu)實體單元模型，然后利用ANSYS對結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性進(jìn)行研究，并給出分析步驟。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，對每一單元假定一個合適的（較簡單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個域的滿足條件（如結(jié)構(gòu)的平衡條件），從而得到問題的解。其次，有限元法的單元形狀并不限于規(guī)則網(wǎng)格，各個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，有限元法的適應(yīng)性更強，離散精度更高。 從以上分析可知，有限元法是差分法的一種發(fā)展，又可以看成是里茲法的一種新形式。后處理模塊后處理模塊可將計算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來，也可將計算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。結(jié)構(gòu)非線性分析結(jié)構(gòu)非線性導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或部件的響應(yīng)隨外載荷不成比例變化。電磁場分析主要用于電磁場問題的分析，如電感、電容、磁通量密度、渦流、電場分布、磁力線分布、力、運動效應(yīng)、電路和能量損失等。壓電分析壓電效應(yīng)分析是一種結(jié)構(gòu)－電場耦合分析，給壓電材料加電壓會產(chǎn)生位移，反之使壓電材料振動則產(chǎn)生電壓，一個典型的壓電分析的應(yīng)用是壓力換能器。主要用來模擬螺栓，薄壁管件，C型截面構(gòu)件，角鋼或細(xì)長薄膜構(gòu)件。COMBIN7是個三維鉸接連接單元, 是三維銷釘（或旋轉(zhuǎn)）鉸鏈單元，可用于在公共點上連接模型的兩個或多個部分，適用于運動學(xué)靜力分析和運動學(xué)動力分析。 材料特性對話框 定義密度對話框 定義實常數(shù)由于本課題使用了兩種單元類型，需將兩個單元分別加以定義。 指定分析類型本課題屬于瞬態(tài)動力學(xué)分析，它又稱為時間歷程分析，主要用于確定結(jié)構(gòu)承受隨時間按任意規(guī)律變化的載荷時的響應(yīng)。 確定載荷步時間和時間步長對話框 確定數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件中包含的內(nèi)容，選擇下拉表框“Item”為“All Items”，選中“Every substep”。在“IR”文本框中輸入3，在“IY”文本框中輸入2，在“IX”文本框中輸入1；再次彈出如圖所示的對話框，在“IR”文本框中輸入4，在“IY”文本框中輸入3，在“IX”文本框中輸入1，完成對變量的數(shù)學(xué)操作。對比由機械原理解析法得到的結(jié)果，有限元解的精度如下：(1)角位移（）/=%(2)角速度（）/=%(3)角加速度（）/=%，t=22s時，角速度為。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我熟悉了 ANSYS 操作步驟，從定義單元類型到建模到結(jié)果分析，有了明確的思路和整體的認(rèn)識。因此，ANSYS軟件在我國的機械設(shè)計與制造、航空航天、交通、化工和能源、電子等行業(yè)得到了巨大的應(yīng)用，將來會為各領(lǐng)域的科學(xué)研究和產(chǎn)品開出做出巨大貢獻(xiàn)參 考 文 獻(xiàn)[1] 程社聯(lián)，楊中平，馮戰(zhàn)勤. 有限元法在機械設(shè)計中的應(yīng)用[A]. 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院報，2009，8（3）： 2.[2] 龔曙光， ANSYS APDL 編程及高級應(yīng)用[M]，北京，機械工業(yè)出版社，2009[3] 王富恥, 張朝輝. [M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2006. 1[4] 楊咸啟，李曉玲。我的每一點進(jìn)步，無不凝聚著導(dǎo)師的巨大心血，是我今后工作和學(xué)習(xí)的楷模。謹(jǐn)向我尊敬的導(dǎo)師表示最誠摯的謝意。北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007[5] 黃云清。而且，我還認(rèn)識到不同的工程問題，ANSYS 在定義時是根據(jù)實際情況定義的，沒有固定的方式、方法。對比由機械原理解析法得到的結(jié)果，有限元解的精度如下：(1)角位移（）/=%(2)角速度（）/=%(3)角加速度（. 128E03）/=%由此可以看出有限元解是正確的，結(jié)果在工程精度范圍之內(nèi)，并且結(jié)果非常精確。 對變量微分對話框 用曲線圖顯示角位移、角速度和角加速度打開TimeHist Postpro 下Graph Variables顯示曲線圖，在“NVAR1”文本框中輸入2。 數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件控制對話框 設(shè)定非線性分析的收斂值，分別選擇“Structural”和“Force F”，將受力的收斂值的參考值定義為1，再分別選擇“Structural”和“Moment M”