现代设计方法课程设计--有限元分析课程设计

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1、现代设计方法课程设计课题名称有限元分析课程设计系别机械工程系专业机械制造及自动化　　班级08机制四（3)班姓名晋永伟学号208404030520指导老师张小帆完成日期2011.10.25指导教师评语建议成绩：优良中及格不及格指导教师签字年月日最终评定成绩：优良中及格不及格系主任签字年月日目录一.前言..............................................4二.ANSYS软件介绍.......................................42.1.ANSYS简介...........

2、............................42.2.ANSYS软件主要功能...............................52.3.ANSYS软件主要特点...............................6三.有限元结构分析.......................................73.1.问题阐述及解析...................................73.2.有限元分析及结果.................................73.3.结

3、果分析.........................................9四.机械优化设计.........................................94.1.题目及解析......................................104.2.黄金分割法计算框图..............................114.3.C语言程序......................................124.4.运行结果........................

4、................144.5.结果分析........................................14五.课程设计感言........................................14一．前言有限元方法是力学、计算数学和现代计算技术相结合的产物，是一种求解微分方程边界值问题和初值问题的强有力的数值方法，是求解各种复杂数学物理问题的重要方法，同时也是处理各种复杂工程问题的重要手段也是进行科学研究的重要工具有限单元法自20世纪50年代诞生以来，其理论体系不断完善，新的应用软件程序不断涌现

5、，现已成为工程分析的必备工具。我国广大科技工作者经过数十年的不懈努力，在理论研究和工程应用两方面都取得了丰硕的成果和宝贵的实践经验，解决了许多重大工程的问题，为国民经济建设做出了贡献。随着计算机的广泛应用，结合矩阵分析方法，有限元法不到半个世纪的发展，几乎渗透到了科学、工程的方方面面——从最初的结构力学位移法到固体的弹性力学分析、固体的弹塑性、粘弹性、粘塑性分析、流体力学和流固耦合作用分析；从静力分析到静动力分析、稳定性分析、优化设计；从单纯的力学分析到物理分析、材料设计、机械制造等多学科。总之，有限元法的应用范畴从力学领域扩展到了物

6、理、材料、机械等多种工程领域，并且在工程及科学研究中具有重要意义。本课程设计选取了受均布载荷作用和集中力偶力矩的外伸梁问题，用ANSYS软件进行应力和结构安全分析。所得结果于弹性力学相比较，二者的误差在允许误差范围之内，结论令人满意。二．ANSYS软件介绍2.1ANSYS简介：　　ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。　　它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer,NASTRAN,Alogor,I－DE

7、AS,AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。　　软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。　　前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；　　分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；　　后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部

8、）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。2.2ANSYS软件主要功能软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设