【正文】 隨外載荷不成比例變化。ANSYS程序可求解靜態(tài)和瞬態(tài)非線性問題，包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種。ANSYS程序可以分析大型三維柔體運動。當(dāng)運動的積累影響起主要作用時，可使用這些功能分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)在空間中的運動特性，并確定結(jié)構(gòu)中由此產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和變形。、電磁場、流體動力學(xué)、聲場和壓電等強大的分析功能。四、后處理模塊POSTl和POST26 ANSYS軟件的后處理過程包括兩個部分:通用后處理模塊POST1和時間歷程后處理模塊POST26。通過友好的用戶界面，可以很容易獲得求解過程的計算結(jié)果并對其進行顯示。這些結(jié)果可能包括位移、溫度、應(yīng)力、應(yīng)變、速度及熱流等，輸出形式可以有圖形顯示和數(shù)據(jù)列表兩種。五、有限元法進行工程分析的一般過程[16] ANSYS分析過程中包含三個主要步驟：1. 創(chuàng)建有限元模型（1）創(chuàng)建或讀入幾何模型；（2）定義材料屬性；（3）劃分網(wǎng)格（節(jié)點及單元）。2. 施加載荷并求解（1）施加載荷及載荷選項、設(shè)定約束條件。（2）求解。3. 查看結(jié)果（1）查看分析結(jié)果。（2）檢驗結(jié)果（分析是否正確）。用有限元法進行工程分析的一般過程如圖33所示： CAD軟件三維建模輸入材料參數(shù) 前置處理給定載荷及約束修改網(wǎng)格生成有限元分析程序有限元分析后置處理顯示輸出N滿意 Y結(jié) 束 圖33 有限元法進行工程分析的一般過程六、ANSYS軟件的質(zhì)量認(rèn)證ANSYS軟件是第一個通過IS09001質(zhì)量認(rèn)證的大型分析設(shè)計類軟件，是美國機械工程師協(xié)會(ASME )、美國核安全局(NQA)及近二十種專業(yè)技術(shù)協(xié)會認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)分析軟件。在國內(nèi)第一個通過了中國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會認(rèn)證并在國務(wù)院十七個部委推廣使用。167。 轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的有限元分析轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的設(shè)計在前一章以及設(shè)計過，為了看設(shè)計的結(jié)構(gòu)是否符合要求以及強度能達到工作的要求，就必須采用有限元進行分析，在此特使用ANSYS分析軟件進行分析,首先說明本圖形的建模沒有在ANSYS中進行，而是在PRO/E中，然后通過格式轉(zhuǎn)化后轉(zhuǎn)入到ANSYS的界面中對所設(shè)計的圖形實體進行的分析，具體分析過程如下[17][18][19][20]： （方案1） 實體建模采用的是PRO/E建模然后從CAD系統(tǒng)中傳入實體模型。ANSYS提供了強大的與其它CAD系統(tǒng)的接口。用戶可以在其它CAD系統(tǒng)中創(chuàng)建有限元模型，然后再把它傳入到ANSYS中進行分析。利用ANSYS本身的實體建模功能建立實體模型很不方便，特別是對結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的實體模型，坐標(biāo)系和工作面需頻繁轉(zhuǎn)換，建模難度很大。但ANSYS可與多種CAD軟件集成并有接口，利用ANSYS提供的數(shù)據(jù)接口，可精確地將CAD系統(tǒng)下生成的幾何數(shù)據(jù)傳入ANSYS中，并對其求解。由于作業(yè)臂結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因此，本課題采用在PRO/E中建立實體模型，然后通過SAT格式導(dǎo)入，其優(yōu)點是用 SAT 文件轉(zhuǎn)換方便，而且一般不會有轉(zhuǎn)換問題。在實際導(dǎo)入過程中，通過模型檢查，也未發(fā)現(xiàn)有錯誤信息。單元選取 對一個結(jié)構(gòu)建立模型，特別是對于一個復(fù)雜結(jié)構(gòu)來說，肯定有許多種建模方案，因此要合理選擇方案，使之既要滿足精度要求，又要節(jié)省資源，降低工作量，也是應(yīng)用有限元法的主要研究課題之一。在此也有兩種方法： 第一種方法:選用實體單元(solid element)建立有限元模型； 第二種方法:選用板殼單元(shell element)建立有限元模型。 對于方法一來說，因為ANSYS強大的建模功能，運用實體單元建模,可以很直觀的反映實際生產(chǎn)中的轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)，而且，又由于ANSYS強大的后處理功能，其建立的模型，經(jīng)過網(wǎng)格劃分和ANSYS軟件的分析計算，可以直觀的顯示轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)受載后變形云圖和應(yīng)力云圖等。然而，利用實體單元來建立模型，進行網(wǎng)格化和有限元計算需要占用計算機很大的內(nèi)存等資源，要求高性能的計算機資源。對于方法二來說，因為采用板殼單元的方法建立模型，用平面來描述實體模型，占用相對較少的計算機內(nèi)存，從而大大減少了有限元計算對計算機資源的消耗，因而可以在相同的計算機資源的基礎(chǔ)上，可以將模型網(wǎng)格劃分更細(xì)致和建立能夠反映盡量貼近實際工程中的轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)(即可以執(zhí)行更加少的模型簡化操作)，因而可以得到更加精確的結(jié)果。然而，同樣由于用平面來描述實體模型，而導(dǎo)致所建立模型的直觀性較差，不能形象地反映分析結(jié)果。所以在本次分析過程采用了第一種方法進行分析：結(jié)構(gòu)簡化 實踐證明，對于一個復(fù)雜結(jié)構(gòu)在不影響計算精度的前提下，做些適當(dāng)?shù)暮喕ぷ魇潜匾?。一則可以減少許多繁瑣的工作，大大減少工作量；二則可以通過忽略一些由于工藝上的細(xì)小結(jié)構(gòu)和無關(guān)緊要的小細(xì)節(jié)，可以使得有限元模型網(wǎng)格化時可以生成質(zhì)量比較好的網(wǎng)格，從而可以使得有限元軟件計算結(jié)果更準(zhǔn)確；三則可以充分利用有限的計算機資源，著重在關(guān)鍵部位進行計算和分析。 對于轉(zhuǎn)臺這樣的結(jié)構(gòu)，基本上是按照自然結(jié)構(gòu)形狀進行的。本文在結(jié)構(gòu)簡化時考慮以下幾條原則： 。 ，代之以直線形式。因為考慮到此處的實際應(yīng)力值比較小，采用直線的形式可以改善網(wǎng)格的質(zhì)量。實際結(jié)果證明也是如此。 ，仍舊采用板殼單元。盡管支座寬厚之比不太大，不太滿足板殼元的條件，然而由于此處受力情況不太復(fù)雜，而 且對此處加強，在技術(shù)上和工程上都是非常容易的，再者依據(jù)圣維南原理，此處計算產(chǎn)生的誤差不會影響到轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的整體分析結(jié)果。因為這些細(xì)小部件將使模型有限元網(wǎng)格的劃分變得極其困難，造成大量的形狀失效單元，甚至可能導(dǎo)致無法正常計算。、圓角以及由于構(gòu)造等原因而需要開的小孔之類。在下圖顯示的是轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的實體模型圖：由本圖可以看出以下特點：實體采用的是前后高強板，前后加上加強筋來加強強度的設(shè)計，在轉(zhuǎn)臺的左右加薄板進行加強的，而底版則采用的是大型圓盤形結(jié)構(gòu)。前后加強板以及加強筋之間采用的是剛性連接。在此進行ANSYS分析時不考慮焊接的應(yīng)力影響。 圖41 轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的模型圖單元選取單元選取按照ANSYS軟件提供的單元庫，結(jié)合高空作業(yè)小車轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的特點，故選用ANSYS單元庫中實體模型的BRICK45單元。網(wǎng)格劃分 ，不過可以利用以下方法來測定是否當(dāng)前的網(wǎng)格劃分可以認(rèn)為是合理的： (1)利用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分產(chǎn)生可滿足能量誤差估計準(zhǔn)則的網(wǎng)格； (2)與先前獨立得到的試驗結(jié)果或已知解析解進行對比，對已知和算得結(jié)果偏差過大的地方進行網(wǎng)格細(xì)化； (3)執(zhí)行一個自認(rèn)為是合理的網(wǎng)格劃分的初始分析，再在危險區(qū)域利用兩倍多的網(wǎng)格重新分析并比較兩者的結(jié)果。如果這兩者給出的結(jié)果幾乎相同，則網(wǎng)格是足夠的。如果產(chǎn)生了顯著不同的結(jié)果，應(yīng)該繼續(xù)細(xì)化網(wǎng)格直到隨后的劃分獲得了近似相等的結(jié)果。另外，網(wǎng)格劃分密度尺度很重要，假如網(wǎng)格過于粗糙，那么結(jié)果可能包含嚴(yán)重的錯誤。如果網(wǎng)格過于細(xì)致，將花費過多的計算時間，浪費計算資源，使模型占的計算機內(nèi)存過大至于不能在計算機上運行。 圖42 轉(zhuǎn)臺的單元分析3 加載和約束（1）、材料參數(shù) 彈性模量為: 泊 松 比: 。 材 料 密 度: 重力加速度: （2）、 加載和約束加載方式為：采用集中力的方式加載。轉(zhuǎn)臺手到下臂傳來的集中力和伸縮油缸的集中力的作用在轉(zhuǎn)臺的Y方向加以約束來對轉(zhuǎn)臺進行加載和約束。由于采用的外部載荷主要是針對的半圓上受到的集中力如若想要得到半圓上的均勻受力則必須進行一定的計算： 由于2點和6點的半圓面積是不一樣的，在此進行計算： 轉(zhuǎn) 臺 的 工 況 一受 力 要 求受 力 方 向2 點 受 力6 點 受 力受200kg外力Y 方 向 受 力5141720N13662420N約束和加載的圖分別如下：圖43 轉(zhuǎn)臺加約束和受加載圖查看應(yīng)力變化及變形 圖44 轉(zhuǎn)臺的變形圖 圖45 轉(zhuǎn)臺的應(yīng)力圖根據(jù)應(yīng)力變云形圖可知：根據(jù)計算結(jié)果，由圖44和45可知，轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的最大變形在轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的尾部。，發(fā)生在轉(zhuǎn)臺尾部的與伸縮油缸的連接部位。轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)形狀突變處的局部應(yīng)力值較高，其余部位為不大。對轉(zhuǎn)臺應(yīng)力最大部位結(jié)構(gòu)進行分析，可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致應(yīng)力過大的原因是該部位結(jié)構(gòu)有形狀突變，由此導(dǎo)致應(yīng)力集中的產(chǎn)生。從整體的設(shè)計來看本次設(shè)計的轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)在強度上還是符合要求的應(yīng)力值和變形均很小所以本次所采用的設(shè)計是符合要求的。[9](方案二)所采用的方案二在有限元中的分析和方案是一樣的。結(jié)構(gòu)模型圖：首先也是采用的單元選取,和方案一一樣采用的是SOLID45的格式,然后進行了網(wǎng)格的化分,再進行加載分析結(jié)果。約束和加載的圖分別如下: 圖46 轉(zhuǎn)臺加約束和受加載圖查看應(yīng)力變化及變形圖:圖47 轉(zhuǎn)臺的變形圖 圖48 轉(zhuǎn)臺的應(yīng)力變化圖根據(jù)應(yīng)力變云形圖可知：根據(jù)計算結(jié)果，由圖47和48可知，轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的最大變形在轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的尾部。，發(fā)生在轉(zhuǎn)臺尾部的與伸縮油缸的連接部位。轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)形狀突變處的局部應(yīng)力值較高，其余部位不大。由此可以看出設(shè)計方案二的變形和應(yīng)力值也不大，在強度要求上也是能夠滿足要求，高空作業(yè)小車可以正常工作,本設(shè)計也是符合要求的。綜合上述兩種方案由于方案一和方案二在強度上均能滿足要求，而方案一轉(zhuǎn)臺的自重比方案二大，且結(jié)構(gòu)上也比方案二要大。考慮到經(jīng)濟實用和材料的浪費，特選擇方案二為最佳方案。本設(shè)計的結(jié)論為下圖：第4章 結(jié) 論本文對重型機械高空作業(yè)車—轉(zhuǎn)臺部分進行了總體設(shè)計，并對其中的相關(guān)部件進行了設(shè)計及驗證，最后對轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)進行了靜力分析。采用了ANSYS軟件進行分析，驗證了結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。以下本人就將所做的工作做一小結(jié):。在整體結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計中，強調(diào)了穩(wěn)定、實用的特點，力求減輕結(jié)構(gòu)的重量，降低整體高度，在此基礎(chǔ)上做出了詳細(xì)的計算。，采用了齒輪傳動利用齒輪的外嚙合來傳遞動力，對此特別對傳動齒輪進行了設(shè)計和強度的分析和計算最后的結(jié)果在強度上滿足要求。，對其進行了靜力分析。在靜力性能分析中，分析了承受外加載荷時的變形和應(yīng)力情況，分析結(jié)果表明，轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)選取符合要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。且轉(zhuǎn)臺的整體重量較小進一步驗證了結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性?？傊?，在該設(shè)備的設(shè)計過程中，綜合了諸多對各種轉(zhuǎn)臺設(shè)備的設(shè)計經(jīng)驗，采用了合理的結(jié)構(gòu)形式，對制造過程中的加工和裝配質(zhì)量也提出了嚴(yán)格要求，所以該設(shè)備在使用過程中應(yīng)完全能滿足使用要求。致 謝首先感謝我的指導(dǎo)老師蔣紅旗副教授。本論文是在指導(dǎo)導(dǎo)師的嚴(yán)格要求和悉心指導(dǎo)下完成的，從課題的產(chǎn)生、構(gòu)思、開題，到論文的寫作、修改以及最終定稿，都傾注了蔣老師大量的心血與智慧。在論文研究、寫作當(dāng)中，蔣老師不僅提供了重要的資料。，而且對論文作了反復(fù)的推敲與斟酌?；厥鬃霎厴I(yè)設(shè)計的這段時光，不管是在學(xué)習(xí)中，還是在生活上，蔣老師給了我巨大的關(guān)心與幫助。蔣老師嚴(yán)謹(jǐn)、求實、積極、負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、寬厚待人的優(yōu)良品質(zhì)都使我受益匪淺，在此，向他致以深深的感謝和崇高的敬意。在此還要感謝徐州師范大學(xué)機電學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師對我的指導(dǎo)和幫助。另外，我還要感謝我的同學(xué)，是他們給予我鼓勵，激勵我奮進，對他們的熱心幫助，在此表示誠摯的謝意。感謝趙雨毛同學(xué)在我做設(shè)計過程中對轉(zhuǎn)臺的ANSYS分析過程中提出的意見。 由于本人水平和時間有限，因而該類型的轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動分析的研究，在深度和廣度還有待進一步的改進。在此殷切希望各位老師給與大力支持與幫助。在即將畢業(yè)之際，再次感謝所有對我提供幫助和關(guān)心的朋友們！謝謝你們！ 2007年6月參 考 文 獻[1] 張華,(5):4952[2] 柏紅專,(8 ):5456[3] ,2005:7期553[4] ,2003(8):15[5] ,2004:1118[6] ：機械工業(yè)出版社 [7] ,1997(6) [8] :[9] 吳東香，:17[10] ,2001(2):46[11] 鄭文偉，吳克堅。機械原理（第七版）：高等教育出版社，1997:2428[12] ,2000(5):1215[13] 黃愛洪,2000(1):2930[14] 王進 , 2004(4):68[15] :北京大學(xué)出版社,2002:2024 [16] ,2004(12):第17卷6期[17] ,2001(3):1416[18] (4):2934[19] :2734[20] 孫正興,1994(4):1215碩士論文 是碩士研究生所撰寫的學(xué)術(shù)論文，具有一定的理論深度和更高的學(xué)術(shù)水平，更加強調(diào)作者思想觀點的獨創(chuàng)性，以及研究成果應(yīng)具備更強的實用價值和更高的科學(xué)價值。碩士論文是碩士研究生所撰寫的學(xué)術(shù)論文。優(yōu)秀的碩士論文能夠反映出作者對所學(xué)習(xí)專業(yè)的理論知識掌握的程度和水平，能夠幫助作者構(gòu)建起良好的完整的知識體系，還能夠反映作者獨立的科研能力和學(xué)術(shù)理論的應(yīng)用水平，對研究的課題的思考和獨立見解。較之學(xué)士論文，碩士論文應(yīng)當(dāng)具有一定的理論深度和更高的學(xué)術(shù)水平，更加強調(diào)作者思想觀點的獨創(chuàng)性，以及研究成果應(yīng)具備更強的實用價值和更高的科學(xué)價值。因而撰寫碩士論文將對作者提出更高的要求——數(shù)據(jù)資料翔實充分、論證分析詳盡縝密、推理演算思路清晰、論文結(jié)構(gòu)規(guī)范清晰、專業(yè)詞匯運用準(zhǔn)確。電路與系統(tǒng) 學(xué)科研究電路與系統(tǒng)的理論、分析、測試、設(shè)計和物理實現(xiàn)。它是