现代设计方法课程设计--有限元和优化设计

《现代设计方法课程设计--有限元和优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名班级学号训练报告题目有限元和优化设计技术参数、内容及要求：一、有限元课程训练1.学习CAE软件ANSYS，主要上机练习有（1）静力学分析（2）有限元分析（3）轴结构的内力计算（4）的静力学分析（5）型的模态分析（6）定临界载荷计算（7）合与拔销耦合分析2.由学生通过调研，在工厂、企业或科研单位进行工程实践的基础上，结合实际需要拟定的题目。二、优化课程上级调试优化计算程序，并结合工程实际自找算例进行计算。主要上机练习有：任选一种一维优化方法或无约束方法或约束优化方法。进度安排：一、有限元上机(20学

2、时)第一次上机(4学时)：学习ANSYS软件，作练习1、2；第二次上机(4学时)：学习ANSYS软件，作练习3、4；第三次上机(4学时)：学习ANSYS软件，作练习5、6；第四次上机(4学时)：学习ANSYS软件，作练习7；第五次上机(4学时)：自拟题目上机。二、优化设计上机(12学时)优化计算程序的调试及计算算例注：利用业余时间撰写课程设计说明书。指导教师（签字）：谷耀新2011年6月20日教研室主任（签字）谷耀新2011年6月20日《现代设计方法》课程设计（论文）任务书15目录一、绪论………………………………………………………………....3

3、二、简支梁静力分析…………………………………………….……...41．工程问题阐述…………………………………………………..…..42．力学模型分析…………………………………………………....…43．有限元计算分析……………………………………………….…...54．ANSYS求解过程……………………………………………….….55.结果分析.............................................12三、机械优化设计说明………………………………………………..121．问题阐述……………………………………………………

4、……..122．二次插值法程序框图...................................123．二次插值法C语言程序……………………………………..……134．程序运行结果………………………………………………………145．结果分析.............................................15四、心得体会……………………………………………………………15五、参考文献.............................................1515一绪论有限元法是依赖于计算机软硬件技术的

5、一种数字模拟技术。由于这种方法的有效性，其理论与应用发展非常迅速。有限元法的应用已从固体力学发展到流体力学、热力学、电磁学、声学、光学、生物学等多项耦合场问题。有限单元法在某种程度上可以取代实验，从而加快了设计或者研究问题的进度，大大提高了其安全性、可靠性和经济性，为工业技术的进步起到了巨大的推动作用，常用有限元分析软件有ansys等。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

6、,NASTRAN,Alogor,I－DEAS,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

7、看到结构内部）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。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备上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。近年来，机械优化设计的应用俞来愈广，但还面临许多问题需要解决。例如，机械产品设计中零部件的通用化、系列化和标准化，整机优化模型及方法的研究，机械设计中离散变量优化方法的研究，更为有效的优化设计方法的发掘等一系列问题，都需做比较大的努力才能适应机械工业发展的需要。近年来，在计算机辅助设

8、计中，应用优化方法后，使得在设计过程中即能不断选择设计参数并选出最优方案，又能加快设计速度，缩短设计周期。把优化设计与计算机辅助设计结合