ansys应用《有限元技术》课程设计-AAW-400减振器端盖固有特性分析

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1、中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：机械工程与自动化学院：机械电子工程题目：AAW-400减振器端盖固有特性分析指导教师：职称:2011年12月12日中北大学课程设计任务书11/12学年第一学期学院：机械工程与自动化学院专业：机械电子工程学生姓名：学号：课程设计题目：AAW-400减震器端盖固有特性分析起迄日期：2011年12月26日～2012年1月6日课程设计地点：机械自动化系指导教师：系主任：下达任务书日期:2011年12月12日课程设计任务书1．设计目的：应用《有限元技术》所学知识，结合《机械CAD技术基础》和《机械振动学》课程，掌握应用有限元技术求解一般机械

2、结构的固有频率和振型的方法，为以后科学研究和实际应用奠定基础。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1）设计要求：（1）根据所给AAW－400减振器端盖图纸，建立CAD三维实体模型；（2）应用自选有限元软件，建立其有限元模型（包括网格划分、边界约束等）；（3）固有频率及振型的求解；（4）并给出前六阶固有频率及对应的振型图。2）原始数据：见下页附图。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：(1)根据所给零件图纸建立合理的实体模型；(2)应用所建实体模型建立有限元模型；(3)对所建有限元模型进行固有特性求解；

3、(4)撰写优化设计说明书一份。课程设计任务书4．主要参考文献：1王勖成，邵敏.有限单元法基本原理和数值方法.北京：清华大学出版社，19952童秉枢，李学志.机械CAD技术基础.北京：清华大学出版社，19943程耀东.机械振动学.杭州：浙江大学出版社，19884倪振华.振动力学.西安：西安交通大学出版社，19855．设计成果形式及要求：设计说明书一份，字数3000-5000字。6．工作计划及进度：2011年12月26日~12月27日熟悉题目，查阅相关资料2011年1月28日~12月30日建立实体模型和有限元模型2011年12月31日~1月1日有限元求解、结果分析2012年1月

4、2日~1月5日撰写课程设计论文2012年1月6日答辩系主任审查意见：签字：年月日AAW-400减振器端盖固有特性分析摘要：采用solidworks软件建立了AAW-400减振器端盖的三维模型，导入到有限元分析软件ANSYS中建立端盖的有限元模型；对端盖进行了模态分析，求得端盖固有频率和振型，为端盖的进一步优化设计提供了理论依据。关键词：solidworks；ANSYS；端盖；有限元；模态分析引言AAW—400减震器端盖是非常重要的机械零件之一。端盖的一般作用：轴承外圈的轴向定位；防尘和密封，除本身可以防尘和密封外，也常和密封件配合以达到密封作用；位于车床电动机和主轴箱之间的

5、端盖，主要起传递扭矩和缓冲减震的作用，使主轴箱的转动平稳。因此该零件具有足够的强度、刚度耐磨性和韧性，以适应端盖的工作条件。结构系统的固有特性重要的是结构的固有频率和振型。模态分析的典型定义：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。模态分析主要是研究结构或机器部件的振动特性，得到结构的固有频率和振型。振动现象是机械结经常需要面对的问题之一，由于振动会造成结构的共振或疲劳从而破坏结构，所以必须了解结构的固有频率和振型，避免在实际工况中因共振因素造成结构的损坏，对复杂结构进行精确的

6、模态分析将为评价现有结构的动态特性、诊断及预报结构系统的故障、新产品的动态性能的预估及优化设计提供科学的依据。1.ANSYS模态分析简介ANSYS有限元分析过程包括四个步骤：1建立模型：指定项目名称和分析标题，然后在前处理中定义单元类型、单元实常数、材料性质和模型几何性质；2加载及求解：定义分析类型和分析选项，施加载荷，进行固有频率的有限元计算，在模态分析中唯一有效的载荷是零位移约束；3扩展模态：将振型写入结果文件，只有扩展模态后才能在后处理中看到振型；4后处理：经过扩展模态后，模态分析的结果包括固有频率、扩展的模态振型、相对应力和力分布将被写入到结构分析结果文件中去。AN

7、SYS提供了16种模态提取方法：（1）子空间迭代法（Subspace）：用于求解特征值对称的大矩阵问题；（2）分块法（BlockLanczos）：也可用于以上的问题求解，收敛速度更快；（2）PowerDynamic法。用于非常大的模型（超过100000个自由度），主要是用在求解结构的前几阶模态以了解模型特征的问题；（3）缩减法（Reduced）：采用缩减的系统矩阵来求解，较子空间迭代法速度快，但准确性要差一些。使用缩减法时，必须仔细选择主自由度，主自由度选择的不当可能导致不正确的质量分布和不正确的特征值；（5）非对