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基于ansys的連桿機構的有限元分析

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更新時間：2014-06-29
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基于ansys的連桿機構的有限元分析
目錄

摘要 1
Abstract 2
第一章分析方法和研究對象 3
1.1 有限單元法的概述 3
1.1.1 有限單元法的歷史 4
1.1.2 有限單元法的基本概念 4
1.2 ANSYS軟件簡介 4
1.2.1 ANSYS主要應用領域 4
1.2.2 ANSYS操作界面 5
1.2.3 ANSYS的主要功能 6
1.2.4 ANSYS主要特點 7
1.3 曲柄滑塊機構簡介 7
1.3.1 曲柄滑塊定義 8
1.3.2 曲柄滑塊機構特性應用以及分類 8
第二章曲柄滑塊機構的求解 10
2.1 曲柄滑塊機構的問題描述 10
2.2 曲柄滑塊機構問題的圖解法 10
2.2.1 圖解法準備工作 11
2.2.2 圖解法操作步驟 11
第三章有限元瞬態動力學概述 14
3.1 有限元瞬態動力學定義 14
3.2 瞬態動力學問題求解方法 14
3.2.1 完全法 14
3.2.2 模態分析法 14
3.2.2 縮減法 15
3.1 有限元結構靜力學分析基本概念 15
3.1 有限元結構靜力學分析步驟 16
第四章曲柄滑塊的有限元瞬態動力學分析 17
4.1 曲柄滑塊機構瞬態簡要概述 17
4.2曲柄滑塊有限元瞬態動力學分析步驟 18
4.2.1 定義工作名和參量 18
4.2.2 創建單元類型和屬性 18
4.2.3 建立模型 20
4.2.4進入求解器設置 22
4.2.5 定義約束 23
4.2.6 求解 24
4.2.7 后處理 24
4.2.8 查看、分析結果得出結論 25
第五章連桿的結構靜力學有限元分析 27
5.1連桿機構靜力學分析步驟 27
5.1.1 前處理 27
5.1.2 施加約束和載荷并求解 33
5.1.3 后處理 33
總結與展望 36
參考文獻 37
致謝 38
附錄1 39
附錄2 55

連桿機構的有限元分析

摘要：

基于ansys的有限元分析是一個功能強大的通用有限元分析軟件，目前廣泛的用于船舶，汽車，航天航空，土木工程，機械制造及其科學研究領域。這款軟件從最初的只能在大型機上使用、僅僅提供熱分析的和線性結構分析功能的批處理程序，發展成一個融結構、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的可在大多數計算機及操作系統中運行的大型通用有限元分析軟件。
連桿機構是是工程中常見的一種機構，其中曲柄滑塊機構是連桿機構的一種，應用十分廣泛，比如在柴油機上的應用。隨著工程科技的發展，對其精度也有很搞得要求。
本課題是基于ansys軟件對曲柄滑塊機構進行瞬態動力學分析，與傳統的計算相比，借助于計算機有限元分析方法能更加快并且精確地得到結果，設置正確的參數，創建合理的單元類型，設置合理的求解過程，能夠準確的得出分析模型的正確求解值，對機構的設計和優化有很大的幫助。
當然在分析過程中也會存在結果誤差，ansys分析值與理論值有差異的原因可能是對曲柄滑塊機構進行分析時輸入的彈性模量，泊松比的相關參數等對分析結果有一定的影響。

關鍵詞：連桿機構；曲柄滑塊機構；有限元法；ANSYS；瞬態動力學分析
The finite element analysis of link mechanism
Abstract：
Ansys ( finite element analysis) is a powerful general-purpose finite element analysis software. Currently, it is widely used in shipbuilding, automotive, aerospace, civil engineering, machinery manufacturing and scientific research. Initially, it can only be using on the mainframe and provides thermal analysis and linear structural analysis capability, but now， It has developed into a financial structure, fluid, electric field, magnetic field, sound field analysis in one can run on most computer and operating system in the large-scale general finite element analysis software.
Connecting rod mechanism is a common mechanism, the slider crank mechanism is an extension of link mechanism, a wide range of applications, such as in a diesel engine. With the development of engineering technology ,the accuracy is also very make requirements.
Topic is on the slider crank mechanism was analyzed based on the ANSYS software, and compared with the traditional calculation, With the help of computer finite element analysis method can more quickly and accurately obtain results, set the correct parameters, create the appropriate element type, set the solving process is reasonable, can accurately obtain the correct solution analysis model, the design and optimization of the organization has a great help.
Of course, the error will exist in the analysis process, ansys analysis is due to a difference can be input to the analysis of the elastic modulus of crank slide mechanism and the theoretical value, the Poisson's ratio of the relevant
parameters have a certain effect on the analysis results.

Keywords: link mechanism; Slider crank mechanism; Transient dynamic analysis
...

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