石家庄铁道学院毕业论文
单斜塔斜拉桥主塔提升受力分析
Analysis of Main Tower of Cable-stayed
Bridge with Single Skew Tower during its
Hoisting Process
届系工程力学
专业工程力学
摘要
本文以天津市泰达天桥——单斜塔斜拉桥为背景，研究单斜塔斜拉桥主塔提升的受力情况。整个课题的研究过程采用了有限元的分析方法，利用工程分析软件ANSYS 进行建模求解。
首先根据设计图纸建立该桥完整的初始空间有限元模型，并根据设计内容的要求施加自重和相应的风荷载，然后求解并对提升系统在提升到不同角度时的反力、位移和应力等进行理论分析以确保主塔提升过程的安全可靠。根据受力情况塔架采用了Link8和Beam4两种单元，主塔采用了Shell63单元，索采用了Link10单元。计算结果表明单元的选取都是合理的；应力的最值出现在提升索和主塔的连接处，存在应力集中的现象，在排除了局部应力集中的情况下，整个提升过程安全可靠，因此，在施工过程中对局部应力集中处采取有效的加固措施显得至关重要；结果分析显示提升索力的变化是非线性的，提升起始阶段的索力较大，随后索力不断减小，接近提升终止时，提升索力又变大。提升索的最大索力为2150kN，出现在提升的终止阶段；变形最大的点一般出现在吊梁的中点附近，但并未超出允许值。
关键词：单斜塔斜拉桥有限元分析提升过程
Abstract
Tianjin Taida flyover, a single skew tower cable-stayed bridge is used as the background in this paper. The stress of the main tower of cable-stayed bridge with single skew tower during its hoisting process is researched here. The whole design process uses the finite element method and uses ANSYS, an engineering analysis software, to mode and solve.
The initial space finite element model of the bridge is established firstly, according to its drawings. At the same time, the dead weight of the bridge and the corresponding wind loads are also imposed on the bridge according to the design requirements. Then reaction force, displacement and stress are analyzed when the system is enhanced to different angles in order to ensure the safety and reliability of the main tower during its whole hoisting process. The tower frame uses two elements, Link8 and Beam4, according to the force conditions. The main tower uses the Shell63 element and the cables use the Link10 element. The results prove that the selections of these elements are reasonable. The biggest value of the stress is at the connection of the main tower and the lifting-cable, where exists the phenomenon of stress concentration. The hoisting process is safe and reliable when the local stress concentration is eliminated. So it is very important to strengthen the positions of the local stress concentration during the construction process. The change of the lifting-cable tension is nonlinear showed by the results. The value is larger at the beginning of the lifting process and it decreases during the process. The value of the lifting-cable tension turns larger again when the whole process is close to the end. The biggest value is 2150 kN and it happens at the end of the process. The point which happens the greatest deformation is always at the midpoint of the hanging beam and it does not exceed the allowable value.
Key words: Single Skew Tower Cable-Stayed Bridge Finite Element Analysis Hoisting Process
目录
第1章绪论 (1)
1.1 课题研究的目的意义 (1)
1.2 国内外研究现状 (1)
1.2.1 斜拉桥的发展现状 (1)
1.2.2 转体施工的研究现状 (2)
1.3 论文研究内容简介 (2)
1.4 论文主要研究内容和研究方法 (3)
1.5 论文研究方法及创新点 (3)
第2章提升塔架的力学研究 (5)
2.1 提升塔架结构计算书 (5)
2.1.1 提升塔架结构简介 (5)
2.1.2 提升塔架基础结构受力分析 (5)
2.1.3 提升塔架基础强度计算 (5)
2.2 管撑的构造力学计算 (6)
2.3 分配梁L1、L2的力学构造计算 (7)
2.4 吊梁的结构力学计算 (7)
第3章有限元模型的建立 (9)
3.1 有限元分析过程简介 (9)
3.1.1 有限元系统基本构成 (9)
3.1.2 ANSYS有限元分析过程 (9)
3.2 实体建模的建立 (10)
3.2.1 前言 (10)
3.2.2 建立实体模型 (11)
3.3 材料设置与网格划分 (13)
3.3.1 前言 (13)
3.3.2 Element Type确定单元类型 (13)
3.3.3 几何模型网格划分 (15)
3.4 总结 (17)
第4章加载与求解 (18)
4.1 简介 (18)
4.1.1 荷载定义及分类 (18)
4.1.2 实体模型载荷与有限元模型载荷的优缺点 (19)
4.1.3 可能出现的问题 (20)
4.2 提升塔架的风荷载计算规范 (20)
4.2.1 风荷载 (20)
4.2.2 风荷载的计算 (20)
4.2.3 计算风压q (21)
4.2.4 风压高度变化系数K h (21)
4.2.5 风力系数C (22)
4.2.6 迎风面积A (22)
4.3 起重塔架的风荷载计算过程 (24)
4.3.1 1-20m的风荷载计算 (24)
4.3.2 20-40m的风荷载计算 (25)
4.4 单斜塔的风荷载计算规范 (25)
4.4.1 风荷载标准值及基本风压 (25)
4.4.2 风压高度变化系数 (26)
4.4.3 风荷载体型系数 (26)
4.4.4 风振系数 (27)
4.5 单斜塔风荷载的计算过程 (27)
4.6 附录 (29)
4.7 总结 (29)
第5章结果数据的分析 (30)
5.1 后处理器简介 (30)
5.2 结果的图形和列表显示 (30)
5.2.1 提升角度为9° (30)
5.2.2 提升角度为20° (36)
5.2.3 提升角度为30° (42)
5.2.4 提升角度为40° (46)
5.2.5 提升角度为46° (51)
5.3 结果分析 (55)
5.4 结论 (56)
第6章结果数据的列表显示 (57)
6.1 反力列表 (57)
6.2 最大位移列表 (57)
6.3 提升索和平衡索的轴力和轴向应力列表 (58)
6.4 最大应力列表 (58)
6.5 结论 (58)
第7章结论与展望 (60)
7.1 结论 (60)
7.2 展望 (61)
参考文献 (62)
致谢 (63)
附录 (64)
第1章绪论
1.1 课题研究的目的意义
课题以天津市泰达天桥为研究对象，在了解斜拉桥基本知识和熟悉桥规、钢结构规范、起重机规范的基础上，进行提升塔架的构造设计，并采用有限元软件进行主塔钢结构提升塔架模型建立与计算，验算起重塔架的强度、刚度和稳定性；对提升整体系统及主塔进行强度与刚度校核，在对提升塔架进行受力分析时考虑自重(恒载)和风荷载，确保主塔提升过程安全可靠，并提出解决工程实际的建议，对即将来临的工作有积极的指导意义。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 斜拉桥的发展现状
斜拉桥是一种桥面体系受压，支承体系受拉的桥梁，由主梁(桥面体系)、斜拉索(支承体系)和主塔三部分组成。斜拉索相当于在桥跨内增加了若干弹性支点，大大减小了桥的弯矩，增大了桥梁的跨越能力；斜拉桥的结构行为表现为复杂的超静定结构和柔性的空间受力特性。斜拉桥突出的直线感和柔细感，能显示出过去桥梁所没有的近代造型，现代斜拉桥具有造型美观、充分利用和发挥结构材料性能、结构刚度优于悬索桥和其他类型桥梁、有效和快速的施工、造价低、结构受力合理等突出特点，因此虽然它的发展较晚，但是发展十分迅速。
斜拉桥在世界范围内应用从20世纪70年代开始，90年代迅速发展，其跨径已经进入以前悬索桥使用的特大跨径范围。由于当时缺乏高强度材料，拉索易松弛，对复杂的超静定结构缺乏计算手段等原因，建成不久因整个体系松弛，造成很大的变形和破坏，因此斜拉桥长期未能得到发展。结构分析的进步、高强材料和施工方法以及防腐技术的发展对于大跨径斜拉桥的发展起到了关键性的作用。1956年，瑞士Stromsund桥开始了现代斜拉桥的先端，至今全世界约建成400余座，而我国已有斜拉桥190余座，约为全世界总数的1/3。斜拉桥在我国的发展始于1975年四川省云阳县跨径76m的钢筋混凝土斜拉桥[1]。我国斜拉桥取得的成就是巨大的，首先我国已成为世界上修建斜拉桥最多的国家，斜拉桥遍布全国；其次我国大跨径斜拉桥居于世界前列；我国斜拉桥以混凝土梁为主，这个发展方向是正确的；在结构方面，我国开发
了一些新的斜拉结构桥型。我国已通车的苏通长江公路斜拉桥主跨跨度为1088m，是世界第一大跨径双塔双索面斜拉桥，比目前世界上最大跨径的日本多多罗大桥还长200m左右[2]。这些大跨度桥梁工程的实践，使我国长大斜拉桥的发展和技术开发逐趋完善和成熟，并开始迈入世界先进行列。
1.2.2 转体施工的研究现状
桥梁转体施工，这一种施工方法是利用桥梁结构本身及结构用钢做施工设施，利用摩擦系数很小的滑道及合理的转盘结构，以简单的设备，将两岸利用地形和简单支架预制拼装的庞大桥梁结构，整体旋转安装到位。因其具有节约施工用材，减少施工设备，施工快速安全，且不影响通航、不中断通车的特点，转体施工从其诞生的那一天起就成为桥梁工程师有兴趣探索的问题。
从1977年建成第一座转体施工的遂宁建设桥至今，全国采用转体施工方法已建成100余座桥梁。转体施工已由最初在山区发展到了平原；转体重量由千吨上升到万吨级；转体施工工艺由平衡转体施工发展到无平衡重转体施工、竖转施工、竖转加平转施工；其桥梁包括了箱形拱、双曲拱、桁架拱、刚架拱、斜腿刚构、斜拉桥、T形刚构、板拉桥、连续梁及中承式拱等，取得了较好的技术经济效益。世界上第一座跨度超过400m的钢斜拉桥Saint-Nazaire Bridge，位于法国的圣·纳泽尔市，是采用竖转工艺施工的斜拉桥[3]。西安市灞河2号特大桥我国第一座采用竖转工艺施工的斜拉桥。该桥位于西安市浐灞生态园入口处，横跨灞河，为扁平流线型混合式钢箱斜拉桥，全长485m，主桥部分全长240m，最大跨径是145m的钢箱梁，为双索面拱形单斜塔斜拉桥，半漂浮体系。主塔为拱门式钢结构主塔，高78m，倾角75°，钢塔自重约1415.68吨，外形为箱形变截面椭圆形结构，最大截面为5820mm×2500mm×40mm ×40mm，最小截面为3000mm×2500mm×40mm×40mm。灞河2号特大桥开创了我国斜拉桥建设史上几项第一：我国第一座主塔倾斜式斜拉桥；第一座采用平面拼接，整体竖转施工的斜拉桥。
1.3 论文研究内容简介
泰达天桥跨度为92.5m，桥面为全宽6.5m，桥面净宽4m。天桥主体为钢结构单斜塔密索斜拉人行天桥，由斜塔、主受力后备索、左右平衡索和桥面空间斜拉索组成空间受力体系，塔与梁体结构分离。斜塔顶部至地面垂直高度34.7m，整体重量381.47吨。后背拉索共8根，左右平衡索各5根，桥面空间斜拉索共34根。主塔倾斜段斜长53.63m，与地面夹角45.921度，主塔为矩形变截面钢塔，截面尺寸自根部4m×2.5m
变化到顶部3m×2.5m；水平段总长为14.23m，截面尺寸自根部3.5m×2.5m变化到顶部1.5m×2.5m[4]。全塔分成六段，首先将第一段现场安装就位，然后把第二段至第六段在现场拼装成整体，作为提升段，并在第一段和提升段之间设置铰座和铰轴，利用提升架上的300T连续千斤顶通过提升索整体提升竖转，提升过程中提升索产生的水平分力由平衡索同步平衡，通过初张后背索及其他调整措施调整定位，经测量准确后进行环口焊接并张拉后背索，完成主塔安装。
提升塔主体采用直径630的钢管，钢管板厚16mm，利用法兰盘进行连接，形成独立的管撑立柱，提升架每侧由三个管撑立柱形成等边三角形，利用75mm×75mm ×6mm的角钢形成剪刀撑对立柱进行连接，间距2.5m设置一道剪刀撑。在管撑立柱顶面上设置分配梁L1和联系梁L3，分配梁L1由四块20mm厚的Q235B的板材拼装成断面500mm×400mm的箱梁结构，联系梁L3由两根型号I50a拼成，两根L1联系梁和一根联系梁L3拼装成三角形式，加设在管撑立柱顶面。为了保证受力点的结构，在分配梁L1与L2接触处设置三道加劲板，加劲板采用厚度16mm的Q235B板材。为了合理分配支撑力，在分配梁L1设置二次分配梁L2，分配梁L2由四块20mm 厚Q235B板材拼装成断面500mm×400mm的箱梁结构，L1和L2接触处加一道厚度16mm的加劲板，在L2与吊梁接触处设置一道厚度16mm的加劲板。吊梁采用两块30mm厚和两块20mm的Q235B板材拼装成断面1300mm×900mm的箱梁结构，并在节点处和千斤顶吊点处设置板厚20mm的加劲板和端板。
1.4 论文主要研究内容和研究方法
课题以天津泰达天桥为研究对象，根据工程实际情况，建立由主塔、起重塔架和提升索、平衡索在内的整体系统，对提升塔架进行模拟分析，并熟悉主塔所用钢结构的构造；课题采用有限元的分析方法，对提升塔架进行构造设计；根据相关的起重机设计规范和建筑结构荷载规范确定结构验算荷载，然后对提升塔架进行建模与网格划分；利用ANSYS工程分析软件对主塔提升到不同角度时的应力进行分析，验算起重塔架的强度、刚度和稳定性，验算提升索和平衡索的受力情况，确保主塔提升过程安全可靠；并对计算结果进行理论分析，形成结论，提出解决工程实际问题的建议。
1.5 论文研究方法及创新点
整个分析过程中主要运用了有限元的分析方法，借助工程软件ANSYS进行相关的力学分析和计算。
泰达天桥独特的单斜塔设计，不仅具备现代斜拉桥造型美观、充分发挥结构材料
性能、结构刚度大、有效和快速的施工、造价低、结构受力合理等突出优点，它独特的单斜塔更是一座城市一道亮丽的风景线，是值得现代斜拉桥借鉴的。
主塔在提升过程中采用的转体施工方案，在一定程度上弥补了斜拉桥施工在这方面的欠缺，为以后的施工提供了可靠的参考资料。
第2章 提升塔架的力学研究
2.1 提升塔架结构计算书
2.1.1 提升塔架结构简介
提升塔架基础：提升塔架基础采用水泥搅拌桩，桩径为50cm ，桩长13.2m ，有效桩长13m ，在桩顶上设置20cm 的土石屑垫层，垫层上施做10m ×50m ，80cm 厚的钢筋混凝土承台。混凝土的标号采用C30。
提升塔架主体结构：提升塔架主体采用直径630mm 厚度16mm 的卷制钢管，5m 一节，每节两端设置法兰盘进行连接，每侧设置三个40m 高的管撑，管撑之间利用联系梁和分配梁L1连接，在分配梁L1上设置分配梁L2，在分配梁L2上设置吊梁。
提升塔架与提升索的连接结构：在吊梁顶部设置两个300T 的连续千斤顶，钢铰线从吊梁下穿出。
提升塔架与平衡索的连接结构：在提升塔架吊梁的背部设置一个吊耳，钢铰线通过P 锚进行锚固，并在P 锚两侧设置两块钢板，在钢板预留15.2cm 的预留孔，采用15cm 的圆柱型销子，把吊耳与钢板销接。
2.1.2 提升塔架基础结构受力分析
提升塔架由于水平力利用平衡索平衡后，基本不考虑受力，基础为轴心受压构件。主要承受平衡索和提升索的竖直合力以及塔架自重产生的竖向荷载。
2.1.3 提升塔架基础强度计算
基础承压荷载计算：
塔架重量G 计算：(按40m 高度计算)
(1)钢管重：2261 3.14(315299)1034078.5290.5kN G -=?-????= (2)支撑及分配梁自重：
①L1的自重：621(5002040020) 2.466261078.541.80kN G -=?+??????= ②L2的自重：622(5002040020) 1.8221078.510.17kN G -=?+??????= ③吊梁的自重：623(11003060020)271078.549.45kN G -=?+?????=
221222341.810.1749.45101.42kN G G G G =++=++=
塔架承受分配梁传来荷载：N =2163kN(详见塔架受力分析及计算) 钢筋混凝土承台的自重： 31050.8251000kN G =???=
承台基础表面尺寸为10m ×5m ，厚度为80cm ，受力面积为A =10×5=50m 2 基础每平米承受荷载：R p =(1000+2163+290.5×2+101.42)/50=76.91kN/m 2
2.2 管撑的构造力学计算
(1)相对重心的惯性矩I ：
22
0004422224
4
2
2
2
2
1043(23)2(3π()64π()(4929)3π(315299)64π(315299)(115511556.1999510mm y I I A H A H D d D d H H =++=-+-+=-+-+=?
2
0044222
4
4
2
2
2
104
32(2)3π()2π()(2)3π(315299)2π(315299)(20002)6.19674710mm x I I A L D d D d L =+=-+-=-+-=?
(2)截面积A 计算：
222π(315299)392542.02mm A =-?=
(3)截面回转半径i 计算：
823.687mm 823.474mm
y x i i ==
(4)长细比λ计算： (42m ，两端铰接)
42000823.68750.994200051.03
y x λλ====
x y λλ>，取x λ。 (5)稳定系数ψ计算：
51.03x λ=，(Q235-B ，b 类)，查表：0.682ψ= (6)稳定性验算：
32248100.86292542.0228.1215
N A
σψ==??=< 满足稳定性要求。
2.3 分配梁L1、L2的力学构造计算
分配梁L2(500mm×400mm×20mm×10mm)截面特性及强度计算：
抗弯强度验算：
(1)分配梁跨中受力为支座反力：V1=1615/2=807.5kN
(2)L2跨中弯矩计算：
L2的跨度为1.334 m
M=1615×1.334/4=538.6kN·m
(3)截面抵抗矩：
I=(400×5003-380×4603)/12＝0.10844×1010 mm4
W=I/y=0.10844×106/250=4.34×106mm3
(4)最大拉应力计算：
σ==538.6×106/4.34×106=124.1N/mm2 <205 N/mm2
M W
稳定性验算：
由于箱形截面的h/b0＝500/400<6，且L/ b0=180/40<95(Q235-B)，故不必算；
抗剪强度验算：
最大剪力发生在支座处V1=1615/2=807.5kN
面积矩S=500×20×240+230×100×115×2=7690000mm3
τ＝Q*S/I b =(1.3×807.5×103×7690000)/(0.10844×1010×20)
＝37.95N/ mm2<115 N/mm2，抗剪强度满足；
由于L1的断面与L2的相同，受力小于L2的情况，所以满足各项要求。
2.4 吊梁的结构力学计算
吊梁(1300mm×900mm×30mm×20mm)截面特性及强度计算：
抗弯强度验算：
(1)截面惯性矩：
I=(900×13003-860×12403)/12=2.81336×1010mm4
(2)截面抵抗矩：
W=2.81336×1010/650=4.32822×107mm3
(3)最大拉应力计算：
σ=M/W=3835.25×103×6155/(4×4.32822×107)=136.35N/mm2<
205 N/mm2
所以抗弯强度满足。
稳定性：
由于箱形截面的h/b0＝1300/900<6，且L/ b0=700/900<95(Q235-B)，故不必算。抗剪强度计算：
最大剪力发生在支座处：
Q=V=1615 KN
面积矩S=900×30×635+1240×20×620×2=47897000mm3
τ＝Q*S/I b=(1177.214×103×47897000)/(2.81336×1010×40)
＝68.73N/ mm2<120 N/mm2，抗剪强度满足。
第3章有限元模型的建立
3.1 有限元分析过程简介
有限元法是将所探讨的工程系统转化成一个有限元系统，该有限元系统由节点及单元所组合而成，以取代原有的工程系统，有限元系统可以转化成一个数学模式，并根据该数学模式，进而得到该有限元系统的解答，并通过节点、单元表现出来。完整有限元模型除了节点、单元外，还包含工程系统本身所具有的边界条件，包含约束条件、外力的负载等[5]。
3.1.1 有限元系统基本构成
(1)节点
就是所考虑工程系统中的一个点坐标位置，构成有限元系统的最基本对象。具有其物理意义的自由度，该自由度为结构系统受到外力后，系统的反应。自由度可为位移、温度、电压等，依不同类型问题而定，节点上为施加集中力所在，例如力、力矩、热流、温度等。
(2)单元
单元是节点与节点所连接而成，单元的组合由各节点相互连接，并构成结构数学模式的刚度矩阵。不同特性的工程系统，可选用不同种类的单元，ANSYS提供一百多种单元，故在使用时必须慎重选择单元型号，并了解单元特性，方能运用自如。
(3)自由度
节点一定具有某种程度的自由度，以表示该工程系统受到外力后的反应结果，任何单元在数学模式转换时依其自由度而定，每种单元的节点在单元表中皆有详细说明。有限元系统的建立，是利用节点与节点组成单元相接而成，其几何外型与工程系统相同，故连接两单元的节点必为共同的节点，分别属于各单元具有相同自由度的反应，单元与单元连接的边，必为共同的边。
3.1.2 ANSYS有限元分析过程
ANSYS有限元分析过程主要包括三个步骤：
创建有限元模型——前处理：
(1)创建或输入几何模型；
(2)定义材料属性；
(3)定义实常数(要根据单元的几何特性来设置，有些单元没有实常数)；
(4)定义单元类型；
(5)划分单元。
施加载荷并求解——求解：
(1)施加约束条件；
(2)施加荷载；
(3)求解。
查看分析结果——后处理：
(1)查看分析结果；
(2)检验结果的正确性[6]。
3.2 实体建模的建立
3.2.1 前言
实体建模既可以在ANSYS软件中创建，也可以从CAD软件中画好之后导入进ANSYS。直接输入几何实体可以提高建模的速度，但有些情况下实体模型必须在ANSYS软件中建立。另外，一个只有面及面以下层次组成的实体，如壳或二维平面模型，在ANSYS软件中仍称为实体。实体的层次从低到高：关键点→线→面→体。关键点是实体的基础，线由点生成，面由线生成，体由面生成。这个层次的顺序与模型怎样建立无关。ANSYS不允许直接删除或修改与高层次相连接的低层次实体，即如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除。
建立实体模型可以通过三个途径：
(1)由下往上法
由建立最低单元点逐步至建立最高单元的体积，即建立点，再由点连接建立线段，然后由线段组合建立面积，最后由面积组合建立体积。
(2)由上往下法
由上而下法为直接建立较高单元对象，其所相对应较低单元对象一起产生，对象单元高低顺序依次为体积、面积、线段及点[7]。
(3)混合以上两种方法
严格来讲，建立有限元模型的方法没有一定的定则，只是依据个人的经验，但最重要的是考虑想要获得什么样的有限元模型，即进行自动网格划分时，要产生自由网格或对应网格。自由网格划分时，实体模型的建立比较简单，只要所有面积或体积能结合成一体即可。对应网格划分时，平面结构一定要四边形或三边形面积相接而成，
立体结构一定要六面体相接而成。
3.2.2 建立实体模型
整个提升系统由主塔、提升塔架、提升索和平衡索组成。天桥主塔为钢结构单斜塔，主塔为矩形变截面钢塔，主塔倾斜段斜长53.63m，截面尺寸自根部4m×2.5m变化到顶部3m×2.5m；水平段总长为14.23m，截面尺寸自根部3.5m×2.5m变化到顶部1.5m×2.5m。提升塔架主体采用直径630mm的钢管，钢管板厚16mm，形成独立的管撑立柱，提升架每侧由三个管撑立柱形成等边三角形，利用75mm×75mm×6mm 的角钢形成剪刀撑对立柱进行连接，间距 2.5m设置一道剪刀撑。主塔材料主要是Q235钢。
由于具体建模的过程较繁琐，操作简单，因此在下面只展示了模型。
图3-1 主塔模型
上图为主塔的几何实体模型，该模型总共270个面元素组成，内部加横隔板，在建模时必须确保各个面之间有公共的线，以传递力。
上图为提升塔架的几何实体模型。塔架顶部有分配梁、联系梁和吊梁。塔架总高为40m。
上图为整个提升系统在拼装完成后的初始位置的几何实体模型，主塔与地面的夹角为9°。
图3-2 提升塔架模型
图3-3 整体模型
3.3 材料设置与网格划分
3.3.1 前言
实体模型建立之后，对其进行网格划分，从而建立有限元模型。对实体模型进行网格划分过程包括三个步骤：
(1)定义单元属性
单元属性包括单元类型(element type)、定义实常数(real constants)、定义材料特性(material props)。
(2)定义网格生成控制(即设定网格建立所需的参数)
主要用于定义对象边界(即线段)元素的大小与数目。这一步非常重要，它将直接影响分析时的正确性和经济性。一般来说，网格越细得到的结果越好，但网格太细会占用大量的分析时间，造成资源浪费，同时太细的网格在复杂的结构中，常会造成划分不同网格时的连接困难，这一点需要特别注意。
(3)生成网格
完成以上两个步骤就可以进行网格划分，产生网格，建立有限元模型。如果不满意网格划分的结果，可以清除已经生成的网格，并重新进行以上两个步骤，直到满意为止。
3.3.2 Element Type确定单元类型
确定单元类型是很重要的。在结构静力分析中要用到的典型单元类型有：线单元、壳单元、实体单元(包括2D和3D单元)等。从单元类别上讲，ANSYS提供了许多不同类别的单元。经常采用的单元有：
线单元：
(1)梁单元：用于螺栓，薄壁管件，C型截面构件，角钢或细长薄膜构件等模型。
(2)杆单元：用于弹簧，螺杆，预应力螺杆和薄膜桁架等模型。
(3)弹簧单元：用于弹簧、螺杆，或细长构件，或通过刚度等效替代复杂结构等模型。
壳单元：
(1)壳单元用于薄板或曲面模型。
(2)壳单元分析应用的基本原则是每块面板的主尺寸不低于其厚度的十倍。
二维实体单元：
二维实体单元必须在全局直角坐标x-y平面内建立模型，用于模拟实体的截面，
所有的荷载均作用在x-y平面内，并且其响应(位移)也在x-y平面内。单元的特性为：
(1)平面应力：平面应力假定沿z方向的应力等于零(当z方向上的尺寸远远小于x 和y方向上的尺寸才有效，沿z方向的应变不等于零，沿z方向允许选择厚度)，平面应力分析是用来分析诸如承受面内载荷的平板，承受压力或离心荷载的薄盘等结构。
(2)平面应变：平面应变假定沿z方向的应变等于零(当z方向上的尺寸远远大于x 和y方向上的尺寸才有效，沿z方向的应力不等于零)，平面应变分析适用于分析等截面细长结构诸如结构梁。
(3)轴对称：轴对称假定三维实体模型及其载荷是由二维横截面绕y轴旋转360度形成的(对称轴必须和整体y轴重合，不允许有负的x坐标。y方向是轴向，x方向是径向，z方向是周向。周向位移是零，周向应力和应变十分明显)。轴对称分析用于压力容器，直管道，杆等结构。
(4)谐单元：谐单元是一种特殊情形的轴对称，因为载荷不是轴对称的。(将轴对称结构承受的非对称载荷分解成傅立叶级数，傅立叶级数的每一部分独立进行求解，然后再合并到一起。这种简化处理本身不具有任何近似)。谐单元分析用于非对称的载荷结构，如承受力矩的杆件。
三维实体单元：
(1)用于那些由于几何形状、材料、载荷或分析要求考虑细节等原因造成无法采用更简单单元进行建模的结构。
(2)用于从三维CAD系统转化过来的几何模型，把它转化为二维或壳体需要花费大量的时间和精力。
单元包含有阶数。单元的阶数是指单元形函数的多项式阶数。形函数总是根据给定的单元特性开设定的。每一个单元形函数反映单元真实特性的程度，直接影响求解精度。
线性单元(一次单元)：
(1)线性单元内的位移按线性变化，故在大多数情况下，单个单元上的应力是不变的。
(2)线性单元对单元扭曲变形很敏感。
(3)为了保证求解精度，在应力梯度较大的地方应该划分大量的单元。
二次单元：
(1)二次单元内的位移是二次变化的，故单个单元上的应力状态是线性变化的。
(2)二次单元在描述曲线边界或曲面时，要比线性单元更精确，而对单元扭曲变形不敏感。
(3)通常情况，它与线性单元相比，采用的单元个数和自由度个数较少，而得到
2010-2011学年第2学期工程力学复习要点 简 答 题 参 考 答 案 1、说明下列式子的意义和区别。 ①21F F =；②21F F ρρ=；③力1F ρ等效于力2F ρ。 【答】： ①21F F =，表示两个量（代数量或者标量）数值大小相等，符号相同； ②21F F ρρ=，表示两个矢量大小相等、方向相同； ③力1F ρ等效于力2F ρ，力有三个要素，所以两个力等效，是指两个力的三要素相同。 2、作用与反作用定律和二力平衡公理都提到等值、反向、共线，试问二者有什么不同 【答】：二者的主要区别是： 二力平衡公理中等值、反向、共线的两个力，作用在同一刚体上，是一个作用对象，两个力构成了一个平衡力系，效果是使刚体保持平衡，对于变形体不一定成立。 作用与反作用定律中等值、反向、共线的两个力，作用在两个有相互作用的物体上，是两个作用对象，此两力不是平衡力系，对刚体、变形体、静止或者作变速运动的物体都适用。 3、力在坐标轴上的投影与力沿相应坐标轴方向的分力有什么区别和联系 【答】：力在坐标轴上的投影是代数量，可为正、负或零，没有作用点或作用线；力沿相应坐标轴的方向的分力是矢量、存在大小、方向和作用点。当坐标轴或力的作用线平移时，力的投影大小和正负不变，但沿对应坐标轴的分力作用点发生改变。 当x 轴与y 轴互相垂直时，力沿坐标轴方向的分力大小等于力在对应坐标轴上投影的绝对值；当x 轴与y 轴互相不垂直时，力沿坐标轴方向的分力大小不等于力在对应坐标轴上投影的绝对值。 4、什么叫二力构件分析二力构件受力时与构件的形状有无关系凡两端用铰链连接的杆都是二力杆吗 【答】：二力构件是指只受两个力作用而保持平衡的构件．．．．．．．．．．．．．．． ，二力构件既可以是杆状，也可以是任意形状的物体。 分析二力构件受力时，与构件的几何形状没有关系（即并不考虑物体的几何形状），只考虑物体：（1）是否只受两个力的作用（一般情况下都是忽略重力的作用）；（2）是否保持平衡状态。符合以上两个条件的任何物体，都是二力构件。在二力构件中，形状为杆的构件称为二力杆，可以是直杆，也可以是曲杆。 两端用铰链连接且中间不受其他外力作用的杆（重力不计），才是二力杆。 5、试叙述力的平移定理和它的逆定理。 【答】：力的平移定理：作用在刚体上的力，可以从原作用点等效地平行移动到刚体内的任一指定点，但必须同时在该力与所指定点所决定的平面内附加一力偶，附加力偶矩等于原力对指定点之矩。示意图如下图所示。 力的平移定理的逆定理．．． ：作用在同一刚体同一平面内的一个力F ρ和一个力偶，可以合成为
工程力学期末考试试卷（ A 卷）2010.01 一、填空题 1. 在研究构件强度、刚度、稳定性问题时，为使问题简化，对材料的性质作了三个简化假设：、和各向同性假设。 2. 任意形状的物体在两个力作用下处于平衡，则这个物体被称为（3）。 3.平面一般力系的平衡方程的基本形式：________、________、________。 4.根据工程力学的要求，对变形固体作了三种假设,其内容是：________________、________________、________________。 5拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：________________________。6.塑性材料在拉伸试验的过程中，其σ—ε曲线可分为四个阶段，即：___________、___________、___________、___________。 7.扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：______________________________________________________。 8.力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。根据约束情况的不同静定梁可分为：___________、___________、__________三种常见形式。 T=，若其横截面为实心圆，直径为d，则最9.图所示的受扭圆轴横截面上最大扭矩 max τ=。 大切应力 max q 10. 图中的边长为a的正方形截面悬臂梁，受均布荷载q作用，梁的最大弯矩为。 二、选择题 1．下列说法中不正确的是：。 A力使物体绕矩心逆时针旋转为负 B平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩等于力系中各力对同一点的力矩的代数和 C力偶不能与一个力等效也不能与一个力平衡 D力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于力偶矩，而与矩心无关 2.低碳钢材料由于冷作硬化，会使（）提高： A比例极限、屈服极限 B塑性 C强度极限 D脆性 3. 下列表述中正确的是。 A. 主矢和主矩都与简化中心有关。 B. 主矢和主矩都与简化中心无关。 C. 主矢与简化中心有关，而主矩与简化中心无关。 D．主矢与简化中心无关，而主矩与简化中心有关。 4．图所示阶梯形杆AD受三个集中力F作用，设AB、BC、CD段的横截面面积分别为2A、3A、A，则三段杆的横截面上。
毕业设计(论文)英文翻译 学生姓名：学号： 所在学院：经济与管理学院 专业：工业工程 设计(论文)题目：好孩子推车事业部总装线生产线优化设计指导教师：
The Methods for Solving the Problem of Balancing an Assembly Line Currently, along with the market changing, some forerunners production mode got an extensive application in the manufacturing industry. How raise a whole efficiency of assembling the production line, reduce a work preface in the ware, and pursue to synchronize production is valued by more and more people. The production of manufacturing industry is most likely after carrying on subdividing to turn of have another a work preface flowing water to turn a continuous homework production line, at this time because of division of homework, the time of each work preface operates can't completely the same in theoretically and physically, this phenomenon that certainly will lead to a work preface homework burden unbalance. In addition to losing, result in the meaningless man-hour also result in a great deal of work preface pile up, sometimes will result in the abeyance of production line. Assembly line balance is a kind of means and method for resolving an above-mentioned problem, it is to make all work carry on equally, carrying on a research to the homework, carrying on a measurement to time, making the Assembly line moving smoothly. The assemble is the last link of production, assembling process mainly with the gearing of parts, tightly solid in lord; secondly allied connect, press to pack and add to note various work to lie quality and quality examination of work preface, sometimes still want to choose to pack according to the customer intention. The whole assemble homework is complicated, belonging to a labor an intensive type engineering. Therefore, the balance of exaltation assembly line has important realistic meaning to exaltation's production efficiency of the car assembly line. The assembly line equilibrium problem is the long-lost type of a type of typical model the combination is excellent to turn a problem, particularly is for random, many the assembly line equilibrium problem of target, solve to the satisfaction seldom more on a certain degree. Mainly is divided into the following 3 aspects to the research of assembly line equilibrium problem currently: Give the rhythm of the assembly line certainly beg minimum work station number, usually in the assembly line of design and install the stage carry on; The minimum work station given to settle assembly line number, make the rhythm of assembly line minimum, to already exist of the production line carry on adjust excellent turn; Get in work station number and rhythm of assembly line excellent turn under certain condition, all sparse assemble the burden of on-line work station, give the staff member a kind of fair feeling. Because the balance of
柳州职业技术学院 毕业实践报告 题目2013级毕业设计（论文）副标题2013级毕业设计（论文）学生姓名陈成 学号034 专业机械制造 教学站广西机电技师学院教学站 班级柳职院13级机械制造1班 指导教师罗莹艳 日期2013年8月6日 目录 一、自我介绍及专业学习介绍 (3) 1.1 学生自我介绍 (3) 1.2 主要理论课程内容以及学习情况 (3) 1.3 主要技能水平以及方法能力 (4) 1.4 社会能力的自我评价 (4) 二、综合实践的过程与目的 (5) 2.1 综合实践的目的 (7) 2.2 实习岗位所具备的技术 (5) 2.3 实习岗位的安全技术规程 (5) 2.4 实习的岗位介绍 (8) 2.5 实习岗位技术工作的工艺分析 (6) 2.6 实习岗位技术工作的工艺规程 (7)
三、技能等级考过程 (8) 3.1 等级考试工件图纸分析包括尺寸、形位公差、表面粗糙度 (8) 3.2 工件加工所需的工具、量具、设备等以及使用方法 (8) 3.3 加工工艺步骤 (9) 3.4 工件的检测 (9) 3.5 等级考试小结（自我评价） (9) 四、总结：实践的收获与体会 (9) 五、致谢 (9) 六、参考文献 (10)
一、自我介绍及专业学习介绍 1.1 自我介绍 我叫陈成，出生于风景优美江水围绕的工业城市广西柳州市，我所学的专业为机械制造，毕业于国内示范性高校柳州职业技术学院。 我是一个乐观自信的男孩，平时给人一种亲近的感觉，我最大的特点是执着，只要是我选择好了的道路，再艰苦我也会走下去，直到到达我所想要的高度。我喜欢挑战不一样的自我，挖掘自己的潜力，更好的发现自己的优缺点，缺点改正优点精益求精。 在大学将近三年的时间里，我刻苦学习书本内容，虚心向老师和同学请教不懂的问题，很好的利用了图书馆庞大的教学资源来充实自己的课外知识，专业课我学习了企业管理、大学生就业指导等文化课程和机械基础、工程力学、等理论课程，还进行了调漆、喷漆、打磨等的实心，我现在拥有了较扎实的专业知识基础，各科成绩良好。 通过在校的学习，我对自己的未来有了明确的定位，并有足够的信心在未来的职业生涯中一步步迈向我所要的工作职位，提升自己的人生价值，为企业，为国家做出微小的贡献。现在我的就像一只羽翼未丰满的小邹鸟，希望通过未来的不断的实践来充实自己，逐渐的变为展翅的雄鹰。 成功是留给有准备的人的，我一直都在努力，一小步一小步的迈向我的目标，我相信自己的努力没有白费，我也相信自己的能力，希望通过自己的努力能够得到学院领导老师的认可，天降大任于斯人也，必先苦其心志，我将会身心力行去做好自己的本职。 现即将毕业，为了能更好更快的适应今后的工作岗位，真正的做到理论与现实相结合，我现在正在进行毕业实习。 未来等我，现在我在努力。 1.2 主要理论课程内容以及学习情况 《机械设计基础》：机械设计是一门应用科学，是研究机械类产品的设计、开发、改造，以满足经济发展和社会需求的科学。机械设计涉及工程技术的各个领域。一台新的设备从提出设计任务到制造出来投入正常使用，一般要经过市场调查、收集同类产品信息、研究、设计、制造、运行考核等各个阶段。在设计阶
浅谈对工程力学的认识 0.引言 刚进入大学时，我对工程力学一无所知，只知道它是一个比较冷门的专业，和物理有关。经过了一个月地学习，我对工程力学已经有了自己的认识，下面就简单谈一下我对工程力学的认识。 1.力学发展史 力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水等器具逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识。古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究，确定它们的基本规律，初步奠定了静力学即平衡理论的基础。 古代人还从对日、月运行的观察和弓箭、车轮等的使用中，了解一些简单的运动规律，如匀速的移动和转动。但是对力和运动之间的关系，只是在欧洲文艺复兴时期以后才逐渐有了正确的认识。 伽利略在实验研究和理论分析的基础上，最早阐明自由落体运动的规律，提出加速度的概念。牛顿继承和发展前人的研究成果(特别是开普勒的行星运动三定律)，提出物体运动三定律。伽利略、牛顿奠定了动力学的基础。牛顿运动定律的建立标志着力学开始成为一门科学。此后，力学的研究对象由单个的自由质点，转向受约束的质点和受约束的质点系。这方面的标志是达朗贝尔提出的达朗贝尔原理，和拉格朗日建立的分析力学。其后，欧拉又进一步把牛顿运动定律用于刚体和理想流体的运动方程 这看作是连续介质力学的开端。 运动定律和物性定律这两者的结合，促使弹性固体力学基本理论和粘性流体力学基本理论孪生于世，在这方面作出贡献的是纳维、柯西、泊松、斯托克斯等人。弹性力学和流体力学基本方程的建立，使得力学逐渐脱离物理学而成为独立学科。从牛顿到汉密尔顿的理论体系组成了物理学中的经典力学。在弹性和流体基本方程建立后，所给出的方程一时难于求解，工程技术中许多应用力学问题还须依靠经验或半经验的方法解决。这使得19世纪后半叶，在材料力学、结构力学同弹性力学之间，水力学和水动力学之间一直存在着风格上的显著差
﹒物体平衡：物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。 ﹒力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化，或使物体发生变形。 ﹒力的三要素：力的大小，方向，作用点。 ﹒平面汇交力系合成结果是一个合力，其大小和方向由多边形的封闭边来表示，其作用线通过各力的汇交点。即合力等于各分力的矢量和（或几何和）矢量式表示：Fr=F1+F2….+Fn=∑Fi ﹒平面汇交力系平衡的几何条件是：力多变形封闭。 ﹒力F对O点之距，简称力矩。用符号M0(F)=+-Fh O点到力F作用线的垂直距离h,称为力臂。规定：力使物体绕矩心作逆时针方向转动时，力矩取正号;作顺时针方向转动时，取负号。平面内力对点之矩，只取决于力矩的大小及旋转方向，因此平面内力对点之矩是一个代数量。 ﹒力学上把大小相等、方向相反、作用线互相平行的两个力叫做力偶。力偶中两力所在平面叫力偶作用面。两力作用线间的垂直距离叫力偶臂 ﹒为保证机器或结构正常运行，要求每个构件有足够的抵抗破坏的能力也就是要有足够的强度，同时要求构件有足够的抵抗变形的能力，即有足够的刚度。 ﹒要求他们工作时能保持原有的平衡状态，即要求其有足够的稳定性。 ﹒将构成构件的材料皆视为可变形固体 ﹒切应力大小随截面方位变化，当α=0时，正应力最大，σmax=σ0.即拉压杆的最大切应力发生在横截面上，其值为σ0。当α=45°，切应力最大，Tmax=σ0/2.其中σ0=F/A ﹒△l/l=1/E*Fn/A ε=σ/E ﹒作用在构件两侧面上的横向外力的合力大小相等，方向相反，作用线相距很近。在这样的外力作用下，其变形特点是：两力间的横截面发生相对错动，这种变形形式叫做剪切。 ﹒{M}n.m=9550*{P}kw/{n}r/min ﹒他们都可简化为一根直杆：在通过轴线的平面内，受到垂直于杆轴线的外力或外力偶作用。在这样的外力作用下，杆的轴线将弯曲成一条曲线，这种变形形式称为弯曲。 ﹒截面上的剪力在数值上等于此截面左侧或右侧梁上外力的代数和。 ﹒截面上的弯矩在数值上等于此截面左侧或右侧梁上外力对该截面形心的力矩的代数和。﹒计算剪力时：截面左侧梁上的外力向上取正值，向下取负：截面右侧，向下取正，向上取负。计算弯矩时，截面左侧梁上外力对截面形心的力矩顺时针转向取正，逆时针取负：截面右侧外力逆时针取正，顺时针取负。 ﹒横力弯曲或剪切弯曲Fs为0而弯矩M为常量这种弯曲为纯弯曲。 ﹒梁轴线上的一点在垂直于梁变形前轴线方向的线位移称为该点的挠度 ﹒梁任一横截面绕其中性轴转动的角度称为该截面的转角。
工程力学期末考核试卷（带答案） 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 一、判断题（每题2分，共10分） 1、若平面汇交力系的力多边形自行闭合，则该平面汇交力系一定平衡。（ ） 2、剪力以对所取的隔离体有顺时针趋势为正。（ ） 3、合力一定比分力大。 （ ） 4、两个刚片构成一个几何不变体系的最少约束数目是3个。 （ ） 5、力偶可以用一个力平衡。（ ） 二、填空题（每空5分，共35分） 1、下图所示结构中BC 和AB 杆都属于__________。当F=30KN 时，可求得N AB =__________ ，N BC =__________。 2、分别计算右上图所示的F 1、F 2对O 点的力矩:M(F 1)o= ,M(F 2)o= 。 3、杆件的横截面A=1000mm 2 ，受力如下图所示。此杆处于平衡状态。P=______________、 σ1-1=__________。 命题教师： 院系负责人签字： 三、计算题（共55分） 1、钢筋混凝土刚架，所受荷载及支承情况如图4－12（a ）所示。已知 得分 阅卷人 得分 阅卷人 得分 阅卷人 班 级： 姓 名： 学 号： …………………………………………密……………………………………封………………………………线…………………………
= kN ? =Q m q，试求支座处的反力。（15分） P 4= = kN/m, 20 kN m, 10 kN, 2 2、横截面面积A=10cm2的拉杆，P=40KN，试求α=60°斜面上的σα和τα. （15分） 3、已知图示梁，求该梁的支反力，并作出剪力图和弯矩图。（25分）
Hefei University 论文题目：工程力学论文 年级专业： 13级化工卓越工程师之班姓名：王俊 学号：1303022043 老师姓名：胡淼
摘要：工程力学是力学的一个分支，它主要涉及机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各种工程与力学结合的领域，分为六大研究方向：非线性力学与工程、工程稳定性分析及控制技术、应力与变形测量理论和破坏检测技术、数值分析方法与工程应用、工程材料物理力学性质、工程动力学与工程爆破。学制一般为四年，毕业后授予工学学士。就业面相当广泛，可以继续读博、从事科学研究、教师、公务员，或到国防单位工作，去外企等等。总的来说，工程力学专业具有现代工程与理论相结合的的特点，有很大的知识面和灵活性，对国家现代化建设具有重大意义。 关键字：历史、研究方向、应用、学习心得 一、工程力学简介 工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。工程给力学提出问题， 力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用来说， 工程力学包括： 质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变学，土力学，岩体力学等。人类对力学的一些基本原理的认识，一直可以追溯到史前时代。在中国古代及古希腊的著作中，已有关于力学的叙述。但在中世纪以前的建筑物是靠经验建造的。1638年3月伽利略出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》被认为是世界上第一本材料力学著作，但他对于粱内应力分布的研究还是很不成熟的。纳维于1819年提出了关于粱的强度及挠度的完整解法。1821年5月14日，纳维在巴黎科学院宣读的论文《在一物体的表面及其内部各点均应成立的平衡及运动的一般方程式》，这被认为是弹性理论的创始。其后，1870年圣维南又发表了关于塑性理论的论文水力学也是一门古老的学科。 早在中国春秋战国时期(公元前5～前4世纪)，墨翟就在《墨经》中叙述过物体所受浮力与其排开的液体体积之间的关系。欧拉提出了理想流体的运动方程
第1学期《工程力学》复习要点 一、填空题 I ?力是物体间相互的相互机械作用，这种作用能使物体的运动状态和形状发生改变。 2?力的基本计量单位是牛顿（N）或千牛顿（kN ）。 3?力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点（作用线）三要素。 4?若力F对某刚体的作用效果与一个力系对该刚体的作用效果相同，则称F为该力系的合力，力系中的每个力都是F的分力。 5?平衡力系是合力（主矢和主矩）为零的力系，物体在平衡力系作用下，总是保持静止或作匀速直______________ —6?力是既有大小，又有方向的矢量，常用带有箭头的线段画岀。 7?刚体是理想化的力学模型，指受力后大小和形状始终保持不变的物体。 8若刚体受二力作用而平衡，此二力必然大小相等、〒向相反、作用线重合。 9?作用力和反作用力是两物体间的相互作用，它们必然大小相等、方向相反、作用线重合，分别作用在两个不同的物体上。 10.约束力的方向总是与该约束所能限制运动的方向相反。 II .受力物体上的外力一般可分为主动力和约束力两大类。 12. 柔性约束限制物体绳索伸长方向的运动，而背离被约束物体，恒为拉力。_ 13. 光滑接触面对物体的约束力，通过接触点，沿接触面公法线方向，指向被约束 ____ 的物体，恒为压力。 14. 活动铰链支座的约束力垂直于支座支承面，且通过铰链中心，其指向待定。 15 ?将单独表示物体简单轮廓并在其上画有全部外力的图形称为物体的受力图—在受力图上只画受力，不画施力；在画多个物体组成 的系统受力图时，只画外力，不画内力二 16 ?合力在某坐标轴上的投影，等于其各分力在同一轴上投影的代数和，这就是合力投影定理。若有一平面汇交力系已求得 送F x和E F y，则合力大小F R =—F1+F2+F3+ Fn=__刀Fi_。 17?画力多边形时，各分力矢量首尾相接，而合力矢量是从第一个分力矢量的起点指向最后一个分力矢量的终点。 18 ?如果平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下一定处于平衡状态。 19 ?平面汇交力系平衡时，力系中所有各力在两垂直坐标轴上投影的代数和分别等于零。 20 ?平面力系包括平面汇交力系、平面平行力系、平面任意力系和平面力偶系等类型。 21 ?力矩是力使物体绕定点转动效应的度量，它等于力的大小与力臂的乘积，其常用单位为N或kN m。 22 .力矩使物体绕定点转动的效果取决于力的大小和力臂长度两个方面。 23 .力矩等于零的条件是力的大小为零或者力臂为零（即力的作用线通过矩心）。 24 .力偶不能合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为零。 _ 25 .力偶对其作用内任一点的矩恒等于力偶矩与矩心位置无关。_ 26 .同平面内几个力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。_ 27 .力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力组成的特殊力系，它只对物体产生转动效果，不产生移动效果。 28 .力偶没有合力，也不能用一个力来平衡，力偶矩是转动效应的唯一度量; 29 .力偶对物体的作用效应取决于力偶矩的大小、力偶的转向和作用面三个要素。 30 .平面任意力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和一个力偶。这个力称为原力系的主矢，—它作用在简化中心，且等于原力系中各力的矢量和；这个力偶称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和。 31.平面任意力系的平衡条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩分别等于零: 应用平面任意力系的平衡方程，选择一个研究对 象最多可以求解三个未知量。 32 .空间汇交力系的平衡条件是____________ 、___________ 、__________ 。 34 .重心是物体重力的作用点点，它与物体的大小、形状和质量分布有关：形心是由物体的形状和大小所确定的几何中心，它与物体 的质量分布无关；质心是质点系的质量中心；对于均质物体，重心与形心重合，在重力场中，任何物体的重心与质心重合。____ 35 .作用于直杆上的外力（合力）作用线与杆件的轴线重合时，杆只产生沿轴线方向的伸长或缩短变形，这种变形形式称为轴向拉伸或压缩。 36 .轴力的大小等于截面一侧所有轴向外力的代数和：轴力得正值时，轴力的方向与截面外法线方向相同，杆件受拉伸。 37 .杆件受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的外力偶作用时，杆件任意两相邻横截面产生绕杆轴相对转动，这种变形称为扭转。 P 38 .若传动轴所传递的功率为P千瓦，转速为n转/分，则外力偶矩的计算公式为M =9549 。 n 39 .截面上的扭矩等于该截面一侧（左或右）轴上所有外力偶矩的代数和：扭矩的正负，按右手螺旋法则确定。 40 .强度是指构件抵抗破坏的能力，刚度是指构件抵抗弹性变形_的能力，稳定性是指受压杆件要保持原有直线平衡状态的能力。 41.杆件轴向拉压可以作岀平面假设：变形前为平面的横截面，变形后仍保持为平面，由此可知，横截面上的内力是均匀分布的。 42 .低碳钢拉伸可以分成：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。 43 .用三种不同材料制成尺寸相同的试件, 在相同的实验条件下进行拉伸试验，得到的应力一应变曲线如右图所示。比较三种材料的曲线，可知_______________________ 拉伸强度最高、 弹性模量最大、.塑性最好。
一．最新工程力学期末考试题及答案 1．(5分) 两根细长杆，直径、约束均相同，但材料不同，且E1=2E2则两杆临界应力的关系有四种答案: (A)(σcr)1=(σcr)2；(B)(σcr)1=2(σcr)2； (C)(σcr)1=(σcr)2/2；(D)(σcr)1=3(σcr)2. 正确答案是. 2．(5分) 已知平面图形的形心为C，面积为A，对z轴的惯性矩为I z，则图形对z1轴的惯性矩有四种答案: (A)I z+b2A；(B)I z+(a+b)2A； (C)I z+(a2-b2)A；(D)I z+(b2-a2)A. 正确答案是. z z C z 1 二．填空题（共10分） 1．(5分) 铆接头的连接板厚度t=d，则铆钉剪应力τ=，挤压应力σbs=.
P/2 P P/2 2．(5分) 试根据载荷及支座情况，写出由积分法求解时，积分常数的数目及确定积分常数的条件. 积分常数 个， 支承条件 . A D P 三．(15分) 图示结构中，①、②、③三杆材料相同，截面相同，弹性模量均为E ，杆的截面面积为A ，杆的长度如图示.横杆CD 为刚体，载荷P 作用位置如图示.求①、②、③杆所受的轴力. ￠ù C D
四．(15分) 实心轴与空心轴通过牙嵌离合器相连接，已知轴的转速n=100r/min，传递的功率N=10KW，[τ]=80MPa.试确定实心轴的直径d和空心轴的内外直径d1和D1.已知α=d1/D1=0.6. D 1
五．(15分) 作梁的Q、M图. qa2/2
六．(15分) 图示为一铸铁梁，P 1=9kN ，P 2=4kN ，许用拉应力[σt ]=30MPa ，许用压应力[σc ]=60MPa ，I y =7.63?10-6m 4，试校核此梁的强度. P 1 P 2 80 20 120 20 52 (μ ￥??:mm)
《工业工程实习报告》 班级：10工业工程一班 学号： 1001040111 姓名：杨栋 实习时间： 2014年2月25号——3月12号 指导老师：张红波、高贵兵 成绩： 2014年3月15日
目录 一、实习目的及意义 (1) 二、实习要求 (1) 三、实习内容 (1) 四、实习进程安排 (2) 五、公司简
介 (2) 六、实习具体情况 (3) 七、实习心得总结 (16)
一、实习目的及意义 实习是一种实践，是理论联系实际的一条重要的途径，是锻炼我们能力与工作技能的一种重要方法。通过实习，再结合专业知识的基础上，我们可以更加全面的了解本专业在工业生产与工程分析中的具体应用，增强对工作研究、物流工程、以及生产计划与控制的感性认识，巩固对所学专业知识的理解，进一步熟悉本专业在工作场所操作环节的内容以及注意事项，培养实际工作的能力。另外还能促进社交能力，学习如何正确与公司员工及企业上司交流，为即将面临的正式工作打好基础。 二、实习要求 1、安全：安全是实习最关键的问题，生产车间内机床林立，实习前必须做好相关的安全措施及培养实习过程中的安全意识。 2、遵守规章制度：实习前签订实习协议与实习承诺书，服从单位的一切规章制度，必须听从相关人员以及实习老师的安排。 3、学习：实习期间认真观察流水线的流程和工作人员的操作程序，从中学习相关知识。并从自己的观察角度出发去发现车间内的各种问题因素，根据所学的知识予以解决。 4、搜集资料与数据：此次实习为学习经验与知识的同时，也是为毕业论文做好前期准备。实习期间每人要找准自己的论文方向，之后根据自己的需要搜集相关的数据信息。 5、实习报告：实习结束后，对这次实习过程进行总结、座谈，根据实习期间所了解到的一系列知识与问题，整理出一份实习报告交给公司。 三、实习内容 要求学生考察实习单位的基本情况、设施规划、生产组织及控制、物料搬运、业务流程等情况，并利用工业工程及物流专业的理论知识分析这些过程中存在的问题，在充分利用人力、物力、财力，有效地利用空间，保证企业协调生产或组织物流活动的基础上，提出解决相关问题的方法，以按时保质保量、高效率地完成生产或物流任务。其具体内容如下： 1、通过生产实习，使学生将已学的相关基础理论课程如物流和供应链管理、工业工程基础、市场营销、生产与运作管理等得以综合应用。 2、熟悉生产或物流企业基本情况、组织机构、规模、管理现状等。 3、了解生产或物流企业工艺现状、设施布置的方式及生产现场物料组织和流通的具体
工程力学概论论文 关键字概论历史发展 本专业毕业能干什么？ 力学是基础科学，又是技术科学，其发展横跨理工，与各行业的结合是非常密切的。与力学相关的基础学科有数学、物理、化学、天文、地球科学及生命科学等，与力学相关的工程学科有机械、土木、航空航天、交通、能源、化工、材料、环境、船舶与海洋等等。 由于相关行业的发展与国民经济和科学技术的发展同步，使得力学在其中多项技术的发展中起着重要的甚至是关键的作用。力学专业的毕业生既可以从事力学教育与研究工作，又可以从事与力学相关的机械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程专业的设计与研究工作，还可以从事数学、物理、化学、天文、地球或生命等基础学科的教育与研究工作。从这个意义上讲，力学专业培养人才的对口是非常宽的，社会对力学人才的需求也是很多的。 随着力学学科的发展，在本世纪将产生一些新的学科结合点，如生物医学工程、环境与资源、数字化信息等。经典力学与纳米科技一起孕育了微纳米力学将力学知识应用于生物领域产生了生物力学和仿生力学；这些都是近年来力学学科发展的亮点。可以预料，随着社会的发展，力学学科与环境和人居工程等专业的学科交叉也将会进一步加强。 结论宽口径前途无量 工程力学简介 工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。工程给力学提出问题，力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用来说，工程力学包括：质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变学，土力学，岩体力学等。 人类对力学的一些基本原理的认识，一直可以追溯到史前时代。在中国古代及古希腊的著作中，已有关于力学的叙述。但在中世纪以前的建筑物是靠经验建造的。 1638年3月伽利略出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》被认为是世界上第一本材料力学著作，但他对于粱内应力分布的研究还是很不成熟的。 纳维于1819年提出了关于粱的强度及挠度的完整解法。1821年5月14日，纳维在巴黎科学院宣读的论文《在一物体的表面及其内部各点均应成立的平衡及运动的一般方程式》，这被认为是弹性理论的创始。其后，1870年圣维南又发表了关于塑性理论的论文水力学也是一门古老的学科。
一、填空题 1．力是物体间相互的相互机械作用，这种作用能使物体的运动状态和形状发生改变。 2．力的基本计量单位是牛顿（N ）或千牛顿（）。 3．力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点（作用线）三要素。 4．若力F r 对某刚体的作用效果与一个力系对该刚体的作用效果相同，则称F r 为该力系的合力，力系中的每个力都是F r 的分力。 5．平衡力系是合力（主矢和主矩）为零的力系，物体在平衡力系作用下，总是保持静止或作匀速直线运动。 6．力是既有大小，又有方向的矢量，常用带有箭头的线段画出。 7．刚体是理想化的力学模型，指受力后大小和形状始终保持不变的物体。 8．若刚体受二力作用而平衡，此二力必然大小相等、方向相反、作用线重合。 9．作用力和反作用力是两物体间的相互作用，它们必然大小相等、方向相反、作用线重合，分别作用在两个不同的物体上。 10．约束力的方向总是与该约束所能限制运动的方向相反。 11．受力物体上的外力一般可分为主动力和约束力两大类。 12．柔性约束限制物体绳索伸长方向的运动，而背离被约束物体，恒为拉力。 13．光滑接触面对物体的约束力，通过接触点，沿接触面公法线方向，指向被约束 的物体，恒为压力。 14．活动铰链支座的约束力垂直于支座支承面，且通过铰链中心，其指向待定。 15．将单独表示物体简单轮廓并在其上画有全部外力的图形称为物体的受力图。在受力图上只画受力，不画施力；在画多个物体组成的系统受力图时，只画外力，不画内力。 16．合力在某坐标轴上的投影，等于其各分力在 同一轴 上投影的 代数 和，这就是合力投影定理。若有一平面汇交力系已求得x F ∑和y F ∑，则合力大小R F 。 17．画力多边形时，各分力矢量 首尾 相接，而合力矢量是从第一个分力矢量的 起点 指向最后一个分力矢量的 终点 。 18．如果平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下一定处于 平衡 状态。 19．平面汇交力系平衡时，力系中所有各力在两垂直坐标轴上投影的代数和分别等于零。 20．平面力系包括平面汇交力系、平面平行力系、平面任意力系和平面力偶系等类型。 21．力矩是力使物体绕定点转动效应的度量，它等于力的大小与力臂的乘积，其常用单位为N m ?或kN m ?。 22．力矩使物体绕定点转动的效果取决于力的大小和力臂长度两个方面。 23．力矩等于零的条件是力的大小为零或者力臂为零（即力的作用线通过矩心）。 24．力偶不能合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为零。 25．力偶对其作用内任一点的矩恒等于力偶矩与矩心位置无关。 26．同平面内几个力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。 27．力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力组成的特殊力系，它只对物体产生 转动 效果，不产生 移动 效果。 28．力偶没有 合力，也不能用一个力来平衡，力偶矩是转动效应的唯一度量； 29．力偶对物体的作用效应取决于力偶矩的大小、力偶的转向和作用面三个要素。 30．平面任意力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和一个力偶。这个力称为原力系的主矢，它作用在简化中心，且等于原力系中各力的矢量和；这个力偶称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和。 31．平面任意力系的平衡条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩分别等于零；应用平面任意力系的平衡方程，选择一个研究对象最多可以求解三个未知量。
工业工程专业毕业设计选题 一、选题要求： 1）研究对象：具体到实习企业某车间、某生产线、某产品等的人员、物料、设备、能源、信息等组成的综合体系进行研究，小题目，大文章 2）规划和设计 评价和改进 创新 3）目标：P Q C S D F 二、选题方向和研究内容 1.基础IE与现场管理 基本要求： 利用方法研究和作业测定等基础IE手法，首先对工作现场进行分析（包括程序分析、作业分析、动作分析等）、进行改善，制定标准、规范的作业方法；在此基础上，运用时间研究方法（秒表测时，预定时间标准、工作抽样等）制定产品或工序的时间定额；在规范企业标准作业方法和标准工时的基础上，对企业流水生产线进行建模和仿真，进行生产线平衡；实现人力资源与生产效率的优化，达到降低成本和提高生产效率的目的。 研究内容： （1）企业生产流程和作业方法改善与优化：运用方法研究的各种分析技术，如程序分析、作业分析、动作分析等工具，结合人因工程的知识，对企业生产过程中存在的不合理、不经济现象进行分析，规范生产流程，设计作业方法，达到提高生产效率、提高质量和降低成本的目的。 （2）企业工时测定与产能规划：运用作业测定的方法，秒表测时、预定时间标准、工作抽样等方法，精确测定操作者完成工序及其各个作业要素的工时消耗量，制定生产作业的标准时间，分析工时利用情况，挖掘工时利用方面的潜力，提高生产效率，以工时测定为基础，进行生产线平衡，根据生产流程和作业工时，结合企业人员、设备、工具等资源情况进行产能规划。 （3）企业生产率提高研究：运用生产率测定的方法明确企业生产率，明确影响企业生产率的因素，提出提高生产率、降低能耗的途径与方法。 （4）企业5S管理的应用分析研究：从整理、整顿、清扫、清洁、素养等各个方面考察企业目前5S应用现状，明确企业在5S的管理与应用中存在的不足，提出建议。 2.设施规划与物流分析 基本要求：设施规划是为新建或改建的制造系统或服务系统，综合考虑各种因素，做出分析、规划和设计，使资源合理配置、系统建成后能有效运营达到各种预期的目标。 研究内容： （1）设施选址 设施选址基本包括地区选择和具体地点选择两方面内容。根据企业的经营目标和发展规划，明确选址任务，构件评价指标体系，综合运用盈亏点平衡法、中心法、线性规划、启发式算法、分级加权评分法、因次分析法等算法建立评价模型，决定最优选址方案。 （2）设施布置 设施布置是根据企业经营目标，在已确定的空间场所内，在企业实际情况的限制下，通过作业单位相互关系分析，采用SLP、SSLP等方法对企业各生产要素作出合理布置。
岩土工程在地质勘察中的应用分析 土工试验是岩土工程勘察的一项重要内容，以下是搜集整理 的一篇探究岩土工程在地质勘察中应用的论文范文，欢迎阅读参考。 摘要:作者从勘察依据的重要性分析入手,通过对试样采土和 原位测试中出现的问题及试样取土和原位测试防方法分析,提出了 勘察设计的要求,同时也对土试样及原住测试中的问题进行了总结。 关键词:地质勘查岩土工程数据分析 近年来,岩土工程勘察是建设工程中不可或缺的重要环节。按 基本建设程序要求,各项工程建设在设计和施工之前必须进行岩土 工程勘察,勘察成果的质量将直接影响建设项目的工程安全和工程 造价。一份高质量的岩土工程勘察报告在满足相应规范的基础上, 不仅要真实客观地反映勘察场地的地形、地貌、地层构造、地下水、岩土性质和不良地质作用等问题,更重要的是应该进行正确合 理的岩土工程分析评价,提供合理可信的岩土工程参数和建议。 1.勘察依据的重要性分析 设计意图明确,才能有的放矢地合理布置工作量,解决工程设 计和施工中的岩土工程问题。《岩土工程勘察规范》(GB5002l-
2001)明确规定详勘时应“搜集附有坐标和地形的建筑总平面图, 建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度和 地基允许变形等资料”。但目前市场存在一些不规范行为导致有 些工程在无设计要求和建筑物荷载等状况下,勘察单位仅凭业主的 陈述,按其要求勘察,导致勘察报告广度和深度不符合要求。所以 施工前一定要弄清勘察设计要求和目的,尤其是一些特殊要求,如 电阻率测量、基坑支护、地下水渗透性等,才能在广度和深度上满 足设计要求。 2.试样取土和原位测试分析 《岩土工程勘察规范》(GB5002l-2001)要求必须满足“每个 场地每一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于6件(组)”,对于大中型工程而言,由于取土孔、原位测试孔布置多,取 原状土样的数量或原位测试数据个数也就多,只要是均匀分布的土层,即使土层厚度相对较小,也基本能够满足上述规范要求;但对于 常见的单栋建筑物工程来说,布孔一般为4～8个,按“勘探手段宜 采用钻探与触探相配合”的原则,取土孔、原位测试孔等应各占一 定的比例,对于虽然土层均匀分布但厚度较小的土层,就可能出现 原状土试样或原位测试数据个数不能满足上述规范要求的情况。 3.对于勘察测试方法取舍 选择不同的勘探方法具有不同的优缺点和适宜性,对勘探装备、勘探手段、取样方法的适宜性和合理性要充分了解。现在有不少 勘察单位为了降低成本,大量地布置静探孔,甚至于全静探。在沿 海地区的湖沼相和海相沉积地层中多分布有淤泥、淤泥质土、一