现代机械工程基础实验 指导书(机设方向)

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1、现代机械工程基础实验2指导书（机设方向）实验1：机械零部件的有限元分析（ANSYS专题)一、实验目的：综合训练和培养学生利用有限元技术进行机械系统分析和设计的能力，独立解决本专业方向实际问题的能力；训练学生对机械结构问题分析规划的能力，能正确利用有限元分析软件ANSYS建立结构的有限元模型，合理定义单元、分析系统约束环境，正确加载求解，能够提取系统分析结果。通过实验分析使学生了解和掌握有限元技术辅助机械系统设计和分析的特点，推动学生进行创新设计，进一步提高动手操作能力，为将来所从事的机械设计打下坚实的基础。二、实验任务：本专题实

2、验借用上一学期现代机械工程基础实验1-金属结构部分的参数和设计成果，采用有限元方法进行设计分析，用ANSYS软件对塔机的起重臂、平衡臂和塔身结构进行模型构建和强度、刚度分析，并与手工计算结果进行对比讨论。掌握有限元法进行工程实例计算的基本方法和步骤。三、实验内容：通过本专题实验周，使学生对基于ANSYS平台用有限元法进行工程实例分析计算有一定的了解与认识。学生在使用实验过程中，先针对起重机起重臂、平衡臂、塔身等的特点查阅相关文献、书籍、了解ANSYS分析塔机结构的方法，能按照有限元法的基本步骤，先进行模型的合理简化，进行结构模型

3、的创建，完成前处理工作；其间能与指导教师、同学进行沟通、讨论，寻求最合理的单元选择和模型创建方法，不断的修改模型，直到解决问题。在求解模块，能在老师指导下进行各种载荷的简化和施加，力求符合工程实际。之后进行后处理模块工作，提取相应的结构位移、受力结果，绘制内力图、剪力图和弯矩图；最后，每人都完成一份完整的实验报告书。整个过程周密有序，有利于学生按时高质完成全部实验任务。四、实验进度：序号主要内容时间备注1熟悉设计内容、明确设计任务、手工计算17周周一2平衡臂有限元模型的建立17周周二3确定载荷和边界条件17周周三4求解及后处理1

4、7周周四5结果分析论证、编写整理实验报告17周周五五、实验题目：塔式起重机平衡臂分析（第1组）按以下要求进行设计：1、按照国家标淮和设计规范进行设计：塔式起重机设计规范GB/T13752-92；起重机设计规范GB/T3811-2008；钢结构设计规范GB50017-2003；塔式起重机安全规程GB5144-2006。2、进行塔式起重机平衡臂的设计，额定起重力矩为630kN×m、800kN×m、1000kN×m、1250kN×m分别进行平衡臂长度(平衡重距回转中心的距离)为8m、10m、12m、14m、16m的平衡臂的有限元计算。

5、（　　　　　　　　　　　　）3、综合运用学过的力学知识和有限元理论，设计平衡臂的结构及主肢和腹杆的参数，构造平衡臂的有限元模型，选择合适的单元，施加合适的载荷和边界条件，对结构进行静力分析，提取结果，进行强度和刚度校核，撰写实验报告并总结。4、本组数据：任务平衡重重量起升机构距回转中心距离及重量钢丝绳载荷及夹角630KN.m_8m20.8T5m/2.2T1.5T/100六、实验步骤：（一）问题分析……（注：对本题目先进行分析，例如属于何种结构，杆还是梁还是平面问题还是三维问题，模型能否简化……，能否利用对称等等）(二)实验过程：

6、1、单元分析（说明单元选择依据，为何选择该单元）、材料分析（选择的何种材料）……2、建模建模思路，……中间过程可适当配插图…………3、加载求解对约束条件、承受载荷进行分析……具体加载过程……4、后处理（具体编号根据自己情况编排）描述待处理结果，过程……变形图……，内力图……弯矩图、剪力图……支反力数据……各项结果分析……5、根据情况，可以增加单元数量，再次分析，提取结果，与之前结果分析对比（三）对比结果（误差分析）：两次结果与手算结果列表，进行对比分析，两者误差率，然后讨论产生此结果的原因……七、实验报告要求写明实验目的、任务、

7、内容和步骤，具体包括目录、平衡臂的结构设计及有关参数、材料及参数、有限元模型的单元类型及单元特点、力学模型的确定、边界条件及载荷的处理、不同工况的处理、计算结果分析及校核、实验总结八、实验总结………………实验2机械系统的计算机仿真技术(ADAMS专题)一、实验目的：综合训练和培养学生利用计算机仿真技术进行机械系统动力学分析和设计的能力，独立解决本专业方向实际工程问题的能力；训练学生对机械系统结构设计和运动动力学问题分析规划的能力，能正确利用计算机仿真软件软件ADAMS建立系统的虚拟样机模型，合理的添加约束、正确加载求解，能够提取

8、系统分析结果。通过实验分析使学生了解和掌握仿真技术辅助机械系统设计和分析的特点，推动学生进行创新设计，进一步提高动手操作能力，为将来所从事的机械设计打下坚实的基础。二、实验任务：本专题实验对常见的机械系统如工程运输机械，工业机器人等，采用仿真分析技术进行设计分析