牟晋勇机械085 2007071275
一.实验目的：
综合训练和培养学生利用有限元技术进行机械系统分析和设计的能力，独立解决本专业方向实际问题的能力；增强对ansys软件的认识和操作能力；进一步提高学生创新设计、动手操作能力，为将来所从事的机械设计打下坚实的基础。
二、实验环境
1.硬件：方正计算机1台
2.软件：CAE软件ANSYS
三、实验内容（任务及要求）：
主要训练学生对机械结构问题分析规划的能力，能正确利用有限元分析软件ANSYS建立结构的有限元模型，合理定义单元、分析系统约束环境，正确加载求解，能够提取系统分析结果。通过实验分析使学生了解和掌握有限元技术辅助机械系统设计和分析的特点，推动学生进行创新设计。
本组数据：
四、实验步骤：
（一）问题分析：
塔机平衡臂主要载荷包括：平衡臂的自重，风载荷，平衡重，起升机构，电机重。结构为背向两槽钢用角钢焊接，上表面有拉杆的一个立体机构。因此，将实验模型简化为槽钢与角钢搭接，拉杆与槽钢上表面耦合的结构。
(二)实验过程：
1）设置计算类型：
ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural （结构分析）→OK
2）选择单元类型
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete… →Add… →select shell63 →apply→select link 1→OK→Close→real constant→add→shell63→定义厚度set1为0.0105→ok→同理定义厚度set2为0.018，set3为0.01→add→link1→定义拉杆截面积set4为0.000314
3）定义材料参数
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic→Isotropic→input EX:2.06 e11, PRXY:0.3 →OK Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Density→input 7850→OK
4)生成几何模型
(A) 生成槽钢
生成特征点：Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS→依次输入坐标值（-0.32,0,0）（-0.42,0,0）（-0.42,0.4,0）（-0.32,0.4,0）(0.32,0,0）（0.42,0,0）（0.42,0.4,0）（0.32,0.4，0）（（0,0,0）（0,0,12）
生成线：
Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →lines →Straight lines →依次连接（-0.32,0,0）（-0.42,0,0）（-0.42,0.4,0）（-0.32,0.4,0）；同样依次连接相邻点(0.32,0,0）（0.42,0,0）（0.42,0.4,0）（0.32,0.4，0）再次连接（0,0,0）（0,0,12）拉伸成面：Preprocessor →Modeling→operate→extrude→lines→about lines→选择槽钢型线→apply→选择（0,0,0）（0,0,12）形成的线→OK，将槽钢拉伸完成（B）生成角钢：
生成特征点：Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS→依次输入坐标值（-0.34,0.4，0）（-0.40，0.4,0.07）（-0.40,0.5，0.07）（-0.34,0.4,0.84），（0.34,0，0）（0.40,0,0）（0.40,0，0.07）（-0.34,-0.1,0.07）（-0.34,-0,0.84）
生成线：依次连接（-0.34,0.4，0）（-0.40，0.4,0.07）（-0.40,0.5，0.07）0.34,0，0）（0.40,0,0）（0.40,0，0.07）（-0.34,-0.1,0.07）
拉伸成面：Preprocessor →Modeling→operate→extrude→lines→about lines→选择（-0.34,0.4,0.84）（-0.34,0.4，0）和（0.34,0，0）（-0.34,-0,0.84）形成的线→apply →选择（0.42,0.4，0.14）（-0.35，0.4,0.91）形成的线→OK
复制生成其他角钢：Preprocessor →Modeling→copy→areas→选中要移动的角钢→ok→dz输入1.9→OK
同理：
生成特征点：Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS→依次输入坐标值（0.34,0.4,0.86）（0.340,0.4,0.93）（0.34,0.5,0.86）（-0.34,0.4,1.7）(-0.34,0.4,0.86）（-0.340,0.4,0.93）（-0.34,0.5,0.86）（0.34,0.4,1.7）生成线：Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →lines →Straight lines依次连接（0.34,0.4,0.86）（0.340,0.4,0.93）（0.34,0.5,0.86）(-0.34,0.4,0.86）（-0.340,0.4,0.93）（-0.34,0.5,0.86）拉伸成面：Preprocessor →Modeling→operate→extrude→lines→about lines→将角钢拉伸完成。
复制生成其他角钢：Preprocessor →Modeling→copy→areas→选中要移动的角钢→ok→dz输入1.88→ok
（C）创建拉杆：
生成点：Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS→依次输入（0,2.9.0）（0.35,0.4,8.5）（-0.35,0.4,8.5）
生成线：Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create→lines→Straight lines→依次连接(0,2.9.0）（0.35,0.4,8.5）（-0.35,0.4,8.5）
5）将角钢和槽钢搭接：
Main Menu: Preprocessor →Modeling →operate→booleans→overlap→areas→pick all→OK
6）拉杆与槽钢耦合前先建立硬点：Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints→hardpoint on area→hard pt by coordinate→选择建立硬点的面→ok →输入（0.35,0.4,8.5）同理在点（-0.35,0.4,8.5）建立硬点。
7）网格划分
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh tool →area→set→选择槽钢的上下表面→OK→在对话框中选择1→ok→area set→选择槽钢的上下表面→ok→对话框中输入0.2→ok→mesh→选择槽钢的侧表面→OK
同理划分腹板和角钢
8）将拉杆跟槽钢耦合：
Main Menu: Preprocessor→coupling→couple DOFs→选择硬点→ok→选择node点→选择全约束（all）→ok
9）模型施加约束：
施加平衡臂的全约束：main Menu: solution→define loads→apply →Structural →Displacement→on line→选择约束线→ux→ok。同理施加除z轴旋转的弯矩。
在（0,2.4,13）点施加全约束：main Menu: solution→define loads→apply →Structural →Displacement→on keypoints→选择点（0,2.9,0）→选择全约束→ok
施加载荷：main Menu: solution→define loads→apply →Structural →force→on keypoints→（0.34,0.4,11）（-0.34,0.4,11）→ok→y方向施加-72030。同理，在（0.34,0.4,10）（-0.34,0.4,10）施加y方向-11270，在（0.34,0.4,7）（-0.34,0.4,7）施加y方向-18886.5
10）
施加风载荷：Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS→依次输入坐标值（0.42,0.2,10）（0.42,0.2,7）
main Menu: solution→define loads→apply →Structural →force→on keypoints→（0.42,0.2,10）→OK→FX→-4410→OK；同理在（0.42,0.2,7）施加-690N的力
定义重力加速度和风载荷：
main Menu: solution→define loads→apply →Structural →inertial→gravity→globle →acelx 0.454，acely9.8→ok
11）后处理：
main Menu: solution→solve→current LS→OK
12）定义力：
General postproc→element table →define table→add→user able for iterm TX→by sequence num→smisc→smisc1→apply→user able for iterm TY→by sequence num →smisc→smisc2→apply→依次定义TXY，MX , MY , MXY →user able for iterm
STRESS1 →by sequence num→nmisc1→apply→依次定义STRESS2 , STRESS3 →ok→close
TX图：
General postproc→element table→plot element table→iterm to be ploted→tx→ok TY图选择ty TXY图：txy MX图：mx MY图：my MXY图：mxy PSTRESS1图：NMSIC,1PSTRESS2图: NMSIC,2PSTRESS3图: NMSIC,3
TX图
TY图
TXY图
MX图
MY图
MXY图
PSTRESS1图
PSTRESS2图
PSTRESS3图
变形图：
General postproc→Plot result→Deformed shape-Select Def+Underformed
两约束点的受力情况：
General Postproc-List Results-Reaction Solu-Select All items-OK
（三）对比结果（误差分析）：
ansys软件所得数值与原来计算结果存在差别，但力最大点，弯矩最大点，扭矩最大点均在同一处,与实际情况相符。通过截图的颜色可以看出，平衡臂回转惯性力最大值点以及风载荷加载在臂架上的力转矩最大值点在同一处，即在约束点处。在起升平面内弯矩及剪力最大值点在拉杆与臂架的结合处。数值存在误差主要原因是在计算时，将平衡臂简化了，而用软件进行仿真时则是应用实际模型进行仿真，与计算数据相比较，数据更真实。
五、实验总结
加深了对有限元的理解，熟悉了ansys的操作指令，练习ANSYS软件解决问题的步骤，熟悉自底向上建模和自顶向下建模的各种命令，练习布尔操作，练习网格划分，练习加载求解和通用后处理，收获很大。掌握了原理，明白了ansys软件的操作。现在感觉比刚开始学习有限元的时候还是懂了许多内容，随着时间的推移，积累的东西多了也会有不同的学习效果。对于如何分析一个模型，如划分单元、单元分析、整体分析、求解方程，得出节点位移、计算应变与应力等基本的有限元分析步骤有了一定的理解，对于理论方面的需要学习的东西，如：弹性力学方面、材料力学、数值计算、等这些在学习有限元过程中也要求较为熟悉和会应用。本课程主要的内容可以归结起来就是求解节点位移、应力、应变的过程。
在学习有限元的过程中，总的感觉是有限元很难学。本课程所需要的理论知识较为繁杂，应用性强，有些东西较难理解；其实总的来说学习这么课其实是不难的，关键是我们自己花在上面的时间较少，遇到问题不会妥善的解决，问题越堆越多就是使自己对这门课失去浓厚的兴趣，这样也就使得不难的问题变得困难了，可能这也是老师布置的作业一拖再拖的直接原因了吧，确实是很多东西都必须花很多时间才能弄懂。
有限元这门课程其实也是很有趣的，所讲的内容很多都有相关性，关联度较大，可以多方面的联系和总结，把问题细化，使散乱的知识点结合起来，并且很多东西可以联系记忆，也可使得问题简化。
我个人希望老师讲解基本问题、线索式的东西的时候讲的慢些，客串性强些，对于一些复杂难懂的数学问题可以简略的讲解，将复杂的问题以简单的形式讲授出来，这样可能我
们听起来容易懂些；看的出来，老师在上课的时候很认真，想着我们每个人都能听得懂，都能学会学好，以后在我们的工作当中能够有用，并且能够用得好，老师您已经把我们领进有限元的门了，剩下的就需要靠我们自己了，相信会学好的。
以上是我对有限元的这次课程设计的体会。最后，谢谢老师给我们教授有限元。
Project1 梁的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。 NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。 梁承受均布载荷：1.0e5 Pa 图1-1梁的计算分析模型 梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）： 矩形截面：圆截面：工字形截面： B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2, t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007 1.1进入ANSYS 程序→ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK 1.5定义截面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面：矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15 →Apply →圆截面：ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面：ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007→OK
塔式起重机平衡臂的作用、功能及检验要求分析 笔者从事起重机械制造和建筑工地及市政工程工地建筑起重机械检验检测工作多年，特别是从事建筑起重机械检验检测工作，深刻感受到责任重大，检测塔式起重机平衡臂部位，应特别引起高度重视。本文着重研究分析了塔式起重机平衡臂理论方面的问题和检验检测时应特别要注意的问题，供同行们参考借鉴，共同重视塔式起重机平衡臂的检测问题。 1塔式起重机的分类 1.1按标准分 按标准分类可分为快速安装式和非快速安装式。 (1)快速安装式：可以整体拖运、自身架设，起重力矩和起升高度都不大;(2)非快速安装式：虽无整体拖运、自身架设的优点，但起重力矩、起升、臂架长度却可以设计得较大。 1.2按变幅方式分 按变幅方式分为小车水平变幅和动臂变幅。 1.3按回转部位分 按回转部位分为下回转和上回转。 1.4按使用方式分
按使用方式分为有轨行、固定、附着内爬式。 1.5按工作级别分 按工作级别分为检修、建筑用、造船、港口装卸、 混凝土浇灌。 2塔式起重机的主要性能指标 塔式起重机的主要参数为标准臂长时最大幅度处的起重力矩，被称为公称起重力矩，在JG/T 5037中，还同时规定基本参数起升高度、最大起重量、轨距、工作速度、自重等。其主要性能中，特别注意的是塔式起重机的起重量特性，它与桥门式等其他起重机相比区别很大。 2.1起重量特性曲线确定的原则 为了确保安全，还要考虑一定的安全储备，即最大安全工作载荷的限制，此值不超过额定起重量的110%。这要由起重量限制器来控制，起重量限制器的控制方式不同，也影响起重量特性。 塔式起重机起重量特性曲线的确定要求，由下列因素控制;(1)整机抗倾翻确定性;(2)起重力矩限制器控制的设定值。 2.2起重量特性曲线相关的具体因素 (1)变幅小车、吊钩滑轮组、钢丝绳的自重q。自重q使起重力矩随幅度增大而减少，此机械自重q越大，起重力矩减少越多。塔式起重机不同幅度处的
1.塔式起重机概述 在建筑安装工程中，能同时完成重物的垂直升降和水平移动的起重机很多，其中应用最广泛的是塔式起重机。塔式起重机具有其他起重机械难以相比的优点，如塔身高，起重臂长，有效作业面广，能同时进行起升，回转行走，变幅等动作，生产效率高；采用电力操纵，动作平衡，安全可靠；结构相对较为简单，运转可靠，保养维修业较为容易。因此，他是起重机已成为现代工业与民用建筑不可缺少的主要施工机械。 塔式起重机工作高度大，一般自升式塔机工作高度可在100m左右，特殊用途的可在300m以上。因此塔机的起升机构必须要有较大的容绳量。塔机起升起升机构的卷筒都采用多层缠绕的方式。塔机分为上回转塔机（本次设计题目）和下回转塔机两大类。其中前者的承载力要高于后者，在许多的施工现场我们所见到的就是上回转式上顶升加节接高的塔机。按能否移动又分为：行走式和固定式。固定式塔机塔身固定不转，安装在整块混凝土基础上，或装设在条形式X形混凝土基础上。在房屋的施工中一般采用的是固定式的。 塔机机械通常结构庞大，机构复杂。塔机的工作机构有五种：起升机构（本次设计题目）、变幅机构、小车牵引机构、回转机构和大车走行机构(行走式的塔机)。 2.专业课程设计的题目 上回转自升式塔式起重机起身机构设计 型号：QTZ200 起重力矩（Kn·m）：2000 最大幅度/起重载荷（m/KN）：40/35 最小幅度/起重载荷（m/KN）：10/200 起升高度（m）：162（附着式）55（固定式） 工作速度（m/min）：6~80（2绳）3~40（4绳） 起重臂长（m）：40 平衡臂长（m）：20 3.塔式起重机起升机构设计 起重机起升机构用来实现物品的上升与下降。起升机构是任何起重机必须具备的，使物品获得升降运动的基本组成。起升机构工作的好坏将直接影响整台起重机的工作性能。塔式起重机起升机构具有一般起重机起升机构的组成特点。起升机构应具备起升高度大、制动平稳、慢速就位、就位准确、起升速度可调等特点。 起升机构的组成和工作原理 起身机构主要由驱动装置（原动机）、传动装置（减速器）、卷筒、滑轮组、取
Ansys有限元分析实例[教学] 有限元分析案例:打点喷枪模组(用于手机平板电脑等电子元件粘接)，该产品主要是使用压缩空气推动模组内的顶针作高频上下往复运动，从而将高粘度的胶水从喷嘴中打出(喷嘴尺寸,0.007”)。顶针是这个产品中的核心零件，设计使用材料是:AISI 4140 最高工作频率是160HZ(一个周期中3ms开3ms关)，压缩空气压力3-8bar, 直接作用在顶针活塞面上，用Ansys仿真模拟分析零件的强度是否符合要求。 1. 零件外形设计图:
2. 简化模型特征后在Ansys14.0 中完成有限元几何模型创建:
3. 选择有限元实体单元并设定，单元类型是SOILD185，由于几何建模时使用的长度单位是mm, Ansys采用单位是长度:mm 压强: 3Mpa 密度:Ton/M。根据题目中的材料特性设置该计算模型使用的材料属性:杨氏模量 2.1E5; 泊松比:0.29; 4. 几何模型进行切割分成可以进行六面体网格划分的规则几何形状后对各个实体进行六面体网格划分，网格结果: 5. 依据使用工况条件要求对有限元单元元素施加约束和作用载荷:
说明: 约束在顶针底端球面位移全约束; 分别模拟当滑块顶断面分别以8Bar，5Bar，4Bar和3Bar时分析顶针的内应力分布，根据计算结果确定该产品允许最大工作压力范围。 6. 分析结果及讨论: 当压缩空气压力是8Bar时: 当压缩空气压力是5Bar时:
当压缩空气压力是4Bar时: 结论: 通过比较在不同压力载荷下最大内应力的变化发现，顶针工作在8Bar时最大应力达到250Mpa，考虑到零件是在160HZ高频率在做往返运动，疲劳寿命要求50百万次以上，因此采用允许其最大工作压力在5Mpa，此时内应力为156Mpa，按线性累积损伤理论[3 ]进行疲劳寿命L-N疲劳计算，进一部验证产品的设计寿命和可靠性。
第1章 习题 1.ANSYS软件程序包括几大功能模块？分别有什么作用？ 2.如何启动和退出ANSYS程序？ 3.ANSYS程序有哪几种文件类型？ 4.ANSYS结构有限元分析的基本过程是什么？ 5.两杆平面桁架尺寸及角度如习题图1.1所示，杆件材料的弹性模量为2.1×1011Pa，泊松 比为0.3，截面面积为10cm2，所受集中力载荷F=1000N。试采用二维杆单元LINK1计算集中力位置节点的位移和约束节点的约束反力。 习题图1.1 两杆平面桁架 第2章 习题 1.建立有限元模型有几种方法？ 2.ANSYS程序提供了哪几种坐标系供用户选择？ 3.ANSYS程序中如何平移和旋转工作平面？ 4.试分别采用自底向上的建模方法和自顶向下的建模方法建立如习题图2.1所示的平面图 形，其中没有尺寸标注的图形读者可自行假定，并试着采用布尔运算的拉伸操作将平面图形沿法向拉伸为立体图形。
习题图2.1 平面图形 5.试分别利用布尔运算建立如习题图2.2所示的立体图形，其中没有尺寸标注的图形读者 可自行假定。 习题图2.2 立体图形 6.试对习题图2.3所示的图形进行映射网格划分，并任意控制其网格尺寸，图形尺寸读者 可自行假定。 习题图2.3 映射网格划分
第3章 习题 1.试阐述ANSYS载荷类型及其加载方式。 2.试阐述ANSYS主要求解器类型及其适用范围。 3.如何进行多载荷步的创建，并进行求解？ 4.试建立如习题图3.1所示的矩形梁，并按照图形所示施加约束和载荷，矩形梁尺寸及载 荷位置大小读者可自行假定。 习题图3.1 矩形梁约束与载荷 5.试建立如习题图3.2所示的平面图形，并按照图形所示施加约束和载荷，平面图形的尺 寸及载荷大小读者可自行假定。 习题图3.2 平面图形约束与载荷 第4章 习题
建筑力学作业 平面一般力系实际工程的应用——塔吊分析 1.塔吊介绍 塔吊，即塔式起重机。机身 很高，像塔，有长臂，轨道上 有小车，可在轨道上移动，工 作面很大，主要用于建筑工地 等处。塔吊一般用于建筑施工、 货物搬运、部分事故现场处理 等场合，主要作为材料、货物 等的高空运输或质量较大物体 的运送的工具。 塔吊一般由外套架、回转轴承、塔冒、平衡臂、平衡臂拉杆、起重臂（吊臂）、起重臂拉杆、电源、支架、变幅小车，起重吊钩、驾驶室等几部分组成。 塔吊一般用于建筑施工、货物搬运、部分事故现场处理等场合，主要作为材料、货物等的高空运输或质量较大物体的运送的工具。
如下图，塔吊可简化为所示主体结构模型 塔吊主体结构模型 塔吊结构图 根据塔吊的组成、用处及发展历程，我们可以对塔吊的结构有一个更加深入的了解。如下图1-2塔吊的主体结构模型图所示，塔吊的各个部分均已经标出在图上。
2.塔吊静力学分析 对塔吊整体为研究对象． 要保证机身满载是平衡而不向右倾倒，则必须 ∑M B=0, W2(a+b)-F A b-W1-W max l max=0； 限制条件F A≥0． 再考虑空载时的情形，这时W＝0. 要保证机身空载时平衡而不向左倾倒，则必须满足平衡方程： ∑M A＝0， W2 a+F B b-W1(b+e)=0； 限制条件F B≥0．
1)对塔吊的平衡臂，由平衡条件得： ∑F x =0, F 1cos θ=F x ； ∑F y =0, F 1sin θ+F y =W 2+m 1g ； ∑M=0， (F 1sin θ-W 2)l 1=m 1gl 2； 2)如左图塔吊吊臂，由平衡条件得 ∑Fx=0, F x =F 2cos α+F 3cos β； ∑F y =0, F 2sin α+F 2sin β+F `y =m 2g+W ； ∑M=0, F 2sin αl 3+F 3sin βl 4=m 2gl 5+Wl ． 3)如右图塔吊吊帽与拉杆的受力情况，则由共点力的平衡条件可得平衡方程如下： ∑Fx=0, F 1cos α= F 2cos β+ F 3cos γ ∑F y =0, F 1sin α+F 2sin β+ F 3sin γ=F L 1
塔式起重机抗倾覆计算 及基础设计 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
塔式起重机抗倾覆计算及基础设计 一、基础的设置：根据塔式起重机说明书基础设置要求的技术参数及对地基的要求 选用基础设计图，基础尺寸采用××，基础砼标号为C35（7天和28天期龄各一组）， 要有砼检测报告，基础表面砼平整度要求≤1/1000，塔式起重机预埋螺栓材料选用40Cr 钢，承重板高出基础砼面5~8㎜左右，要有排水设施。 二、塔式起重机抗倾覆计算 ①、塔式起重机的地基为天然地基，必须稳妥可靠，在表面上平整夯实，夯实后的 基础的承压能力不小于200kPa，基础的总重量不得小于80T，砼标号不得小于 C35，砼的捣 制应密实，塔式起重机采用预埋螺栓固定式。 ②、参数信息：塔吊型号：QTZ5510，塔吊起升高度H：，塔身宽度B：，自重F K ：453kN，基础承台厚度h：，最大起重荷载Q：60kN，基础承台宽度b：，混凝土强度等级：C35。 ③、塔式起重机在安装附着前，处于非工作状况时为最不利工况，按此工况进行设计计算。塔式起重机受力分析图如下： 根据《塔式起重机说明书》，作用在塔吊底座荷载标准值为：M K =1654kn·m， F K = 530KN，Fv K =，砼基础重量G K = 835KN ④、塔式起重机抗倾覆稳定性验算： 为防止塔机倾覆需满足下列条件： 式中e----- 偏心距，即地基反力的合力至基础中心的距离； M K ------ 相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的力矩值； Fv K ------相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的水平荷载； F K -------塔机作用于基础顶面的竖向荷载标准值； h ---------基础的高度（h=）； G K ----------基础自重； b---------矩形基础底面的短边长度。(b= 将上述塔式起重机各项数值M K 、Fv K 、F K 、h、G K 、b代入式①得： e =＜ b/3= 偏心距满足要求，抗倾覆满足要求。 三、塔式起重机地基承载力验算：根据岩土工程详细勘察报告资料，1#塔吊基础底板处承载力特征值为372Kpa。取塔式起重机基础底土层的承载力标准值为372Kpa，根据《TCT5613塔式起重机使用说明书》，采用塔式起重机基础：长×
《有限元基础教程》作业二：平面薄板的有限元分析 班级：机自101202班 姓名：韩晓峰 学号：201012030210 一．问题描述： P P h 1mm R1mm 10m m 10mm 条件：上图所示为一个承受拉伸的正方形板，长度和宽度均为10mm ，厚度为h 为1mm ，中心圆的半径R 为1mm 。已知材料属性为弹性模量E=1MPa ，泊松比为0.3，拉伸的均布载荷q ＝ 1N/mm 2。根据平板结构的对称性，只需分析其中的二分之一即可，简化模型如上右图所示。 二．求解过程： 1 进入ANSYS 程序 →ANSYS 10.0→ANSYS Product Launcher →File management →input job name: ZY2→Run 2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK 3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK → Options… →select K3: Plane Strs w/thk →OK →Close 4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX: 1e6, PRXY:0.3 → OK 5定义实常数以及确定平面问题的厚度 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants …→Add/Edit/Delete →Add →Type 1→OK →Real Constant Set No.1,THK:1→OK →Close 6生成几何模型 a 生成平面方板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Rectangle →By 2 Corners →WP X:0,WP Y:0,Width:5,Height:5→OK b 生成圆孔平面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Circle →Solid Circle →WPX=0,WPY=0,RADIUS=1→OK b 生成带孔板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Operate →Booleans → Subtract →Areas →点击area1→OK →点击area2→OK 7 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →(Size Controls) Global: Set →SIZE: 0.5 →OK →iMesh →Pick All → Close 8 模型施加约束
塔式起重机结构的静力学分析 摘要：强度和振动特性是设计塔式起重机的金属结构的重要指标。文章从有限元的基础理论出发,利用ANSYS软件,对塔式起重机进行静力学分析,获得了其应力应变结果,比较了三种典型的工况,指出了极限吊重情况下静态极限强度的位置,并分析了塔式起重机的振动频率和振型,为研究塔式起重机的其他动力响应提供了依据。
关键词：塔式起重机静力学分析有限元 ANSYS 引言：塔式起重机（tower crane）简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。当起重臂架绕塔式起重机的回转部分作360°回转、吊重载荷沿起重臂架运行并升降时以及由于驱动控制系统电机抖动等原因，都会使塔式起重机引起振动。在此情况下，吊重荷载等动荷载对塔式起重机结构所引起的内力和变形，要比同样大小的静荷载所引起的大，有时甚至大得多。由于塔式起重机结构及构件承受的动荷载一般都很大，而且加载次数较为频繁，更容易产生疲劳破坏。作为大型设备,塔机的工作特点是根据建筑需要将物品在很大空间内升降和搬运,属于危 险作业。目前,在建筑施工中,由塔机引起的人员伤亡和设备事故屡禁不止,重大事故发生率居高不下。 塔机的强度和振动频率是影响塔机寿命和稳定性的重要因素，因此对塔式起重机进行静力学和振动的研究是十分要必要的。本文利用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对塔式起重机ＱＴＺ630进行建模，分析了三种加载在塔式起重机上的 典型的工况，得出了塔式起重机在三种工况下的静力学应力和应变云图，找出塔式起重机各个工况下的危险位置，为其塔机的改进提供参考。提取出塔机的前５阶振动模态，为其他动力学响应提供研究依据。 1.塔式起重机的结构及性能参数 1.1塔式起重机的结构 塔式起重机主要由机械部分、金属结构和电气三大部分组成。 机械部分主要是指起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构、行走机构、架设机构等等，这些机构根据工作需要或有或无，但起升机构是必不可少的。 金属结构是构成起重机械的躯体，是安装各机构和支托它们全部重量的主体部分。金属结构主要由门架、塔身、其中避、塔顶与塔顶撑架、平衡臂、转台等组成，其中门架是起重机的基础，所有物机和压重均装于其上。门架由两个侧架和一个长方形平台组成。塔身结构也成为塔架，是塔式起重机结构的主题，主要指自底架以上的垂直塔桅部分，它支撑着塔式起重机上部结构的全部重量，并将其转至底架和台车，进而分布给轨道基础。 电气是起重机械动作的能源，各机构都是单独驱动的。 在结构的力学分析中，主要分析塔身、塔臂和塔顶的杆件受力。 1.2性能参数 起重能力：Rmax =50 m ，Q =1.2 t R=2~15.44 m ，Q=5 t 起升速度： 100/80/50/40/5 m/min 回转速度： 0.6/0.4 r/min 变幅速度： 45/16 m/min 2.创建塔式起重机的有限元模型 塔机的金属结构主要包括塔顶、起重臂架、平衡臂、变幅小车、吊钩以及上下转台等组成．根据塔机设计规范的规定，建立塔机结构几何模型过程中，忽略结构阻尼，不考虑非线性关系和过渡圆角．为了有限元建模更加合理，应考虑：模型能全面准确地反映塔机结构特点；模型受力应与塔机在工作时外载荷作用
塔式起重机设计毕业设计 目录 第一章关于塔式起重机…………………………………… 1.1 设备特点与安全装置 (1) 1.2 塔式起重机的安全使用与管理…………………（1-4） 1.3 塔式起重机的检验要点 (5) 第二章塔机小车吊臂设计………………………………… 2.1吊臂的主要结构形式及主要寸 (5) 2.2 吊臂的主要材料 (5) 2.3 吊臂的机构形式 (5) 2.4 吊臂的尺寸…………………………………………(5-6) 2.5 吊点位置的确定 (6) 2.6 吊臂运输单元划分…………………………………(6-7) 2.7 吊臂计算简图、载荷、内力计算及在和组合 (7) 2.8 吊臂自重小车及变幅机构引起的内力………… (7-8) 2.9 吊重引起的内力……………………………………(8-10) 2.9.1 水平反力HA(HB)产生的偏心弯矩…………… (10-11) 2.9.2 风载引起的内力…………………………… (11-12) 2.9.3 回转水平惯性力……………………………… (12-13) 2.9.4 起升绳牵引力产生的轴心压力 (13) 2.9.5 小车轮压产生下弦局部弯矩 (14) 第三章吊臂截面的选择计算………………………
3.0 吊臂的几何特征尺寸计算…………………… (14-19)
3.1 整体稳定性的计算……………………………(19-23) 3.2 单肢(上、下弦杆)验算………………………(23-26) 3.3 缀条的计算……………………………………(26-28) 3.4 整体强度计算…………………………………(28-29) 参考文献……………………………………………………… 致谢……………………………………………………………
目录 摘要--------------------------------------------------------- IV ABSTRAC --------------------------------------------------------- V 1 绪论--------------------------------------------------------- 1 1.1动臂塔式起重机概论------------------------------------------------------- 1 1.1.1动臂塔式起重机发展状况----------------------------------------------- 1 1.1.2 塔式起重机的应用与发展趋势------------------------------------------ 2 1.2 课题任务---------------------------------------------------------------- 2 1. 2.1 课题背景和研究意义-------------------------------------------------- 3 1.2.2 课题论述------------------------------------------------------------ 3 2 整机方案设计-------------------------------------------------- 4 2.1起重臂的臂根铰接点后置回转中心2m ----------------------------------------- 4 2.2起重臂架截面形式及材料--------------------------------------------------- 4 2. 3 A形架及防倾覆装置------------------------------------------------------- 4 2.3.1防后倾装置----------------------------------------------------------- 5 2.4固定平衡重--------------------------------------------------------------- 5 2.5上转台与平衡臂的布置（简称回转平台）------------------------------------- 5 2.6塔身标准节的连接采用销轴连接--------------------------------------------- 6
有 限 元 分 析 作 业 作业名称 输气管道有限元建模分析 姓 名 陈腾飞 学 号 3070611062 班 级 07机制（2）班 宁波理工学院
题目描述： 输气管道的有限元建模与分析 计算分析模型如图1所示 承受内压：1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5 管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。 图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图） 题目分析： 由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生。然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析过程中的单位统一。 操作步骤 1.定义工作文件名和工作标题 1.定义工作文件名。执行Utility Menu-File→Chang Jobname-3070611062，单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062，单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK
2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框。 图2 3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，如图3所示，选择OK并关闭对话框。 图3 3.创建几何模型 1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK
一．问题分析 题目：平头式塔机起重机平衡臂设计 载荷确定 1.臂架自重参考同类型产品根据比例假定臂架自重3T 2.配重由任务书知配重为15.7T 3.起升机构重量为2.7T 4.风载荷按照我国《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-92) Pw=CwPwA Cw为风力系数，查表Cw=1.3 Pw为计算风压，查表的Pw=250Mpa A为迎风面积A=A1+A2 A1=w1*A11 A1=W1*A11 A2=w2*A2 取w1,w2为0.4 η=0.4 A1=HL A1=w1*H*L=4㎡ A2=w2*H*L*η=1.6㎡ A=5.6㎡ Fw=1820N 风力除以臂架长度迎风面取100N/m，挡风面积取30N/m 5.其他水平力 回转惯性力T=0.1*Q(Q为配重)T=0.1*15.7T*g=15700N 该平衡臂机构采用格构式等三角形，上弦采用圆钢管或方管，下弦采用两个箱形截面，每个箱形截面可由两个角钢（或槽钢，钢板焊接而成） 材料选择： 该塔机功率较大配重达15.7T，故初选材料Q345B.弹性模量，210e9Mpa，泊松比0.3。钢材密度为7850kg/m3 结构分析： 手工初步计算时将该平衡臂简化为悬臂梁然后初选截面尺寸，确定臂架结构。然后根据所受载荷以及约束条件，经过强度，刚度以及稳定性计算各结构精确尺寸。最后要进行载荷校核优化结构尺寸。 有限元分析时由于平衡臂受水平方向载荷以及竖直方向上载荷而且结构为空间立体结构故简化模型应为三维模型梁结构。 约束条件：平衡臂与塔身连接，两根下肢与塔身铰接需要限制五个自由度（仅绕Z轴旋转自由度未被限制），上主肢也与主肢铰接，但考虑到他们实际连接性状上主肢塔身连接可等效为仅仅限制X轴方向上的自由度。 载荷条件： 设计计算应在最恶劣载荷条件下计算，在竖直平面内受自重及平衡自重。臂架自重通过密度及重力加速度实现平衡重自重则用均布载荷代替。水平平面受风载荷以及回转惯性力，风载荷通过均布载荷实现，挡风面所受载荷为迎风面0.3，回转惯性力通过水平横向均布载荷代替。卷筒水平力该力较小且忽略该力臂架受力仍为最恶劣受力状态简化受力模型忽略该力。二．实验过程 1.单元选择 根据平衡臂结构特征把平衡臂杆件处理成梁单元。选择beam188单元进行模拟就可以满足分析要求。下面对beam188单元进行简介：
设计题目：QTZ40塔式起重机总体及塔身的优化设计设计人： 设计项目计算与说明结果 前言 塔式起重机概述 塔式起重机发展情况 第1章前言 1.1 塔式起重机概述 塔式起重机是一种塔身竖立起重臂回转的起重机械。在工业与民用建筑施工中塔式起重机是完成预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作的主要设备。在高层建筑施工中其幅度利用率比其他类型起重机高。由于塔式起重机能靠近建筑物，其幅度利用率可达全幅度的80%，普通履带式、轮胎式起重机幅度利用率不超过50%，而且随着建筑物高度的增加还会急剧地减小。因此，塔式起重机在高层工业和民用建筑施工的使用中一直处于领先地位。应用塔式起重机对于加快施工进度、缩短工期、降低工程造价起着重要的作用。同时，为了适应建筑物结构件的预制装配化、工厂化等新工艺、新技术应用的不断扩大，现在的塔式起重机必须具备下列特点： 1.起升高度和工作幅度较大，起重力矩大。 2.工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能。 3.要求装拆、运输方便迅速，以适应频繁转移工地的需要。 QTZ40型自升式塔式起重机，其吊臂长40米，最大起重量4吨，额定起重力矩40吨米。是一种结构合理、性能比较优异的产品，比较目前国内外同规格同类型的塔机具有更多的优点，能满足高层建筑施工的需要，可用于建筑材料和构件的调运和安装，并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。整机结构不算太大，可满足中小型施工的要求。 本机以基本高度（独立式）30米。用户需高层附着施工，只需提出另行订货要求，即可增加某些部件实现本机的最大设计高度100米，也就是附着高层施工可建高楼32层以上。 1.2 塔式起重机发展情况 塔式起重机是在二次世界大战后才真正获得发展的。战后各国面临着重建家园的艰巨任务，浩大的建筑工程量迫切需要大量性能良好的塔式起重机。欧洲率先成功，1923年成
ansys有限元分析工程实例大作业
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辽宁工程技术大学 有限元软件工程实例分析 题目基于ANSYS钢桁架桥的静力分析专业班级建工研16-1班（结构工程）学号 471620445 姓名 日期 2017年4月15日
基于ANSYS钢桁架桥的静力分析 摘要：本文采用ANSYS分析程序，对下承式钢桁架桥进行了有限元建模;对桁架桥进行了静力分析，作出了桁架桥在静载下的结构变形图、位移云图、以及各个节点处的结构内力图（轴力图、弯矩图、剪切力图），找出了结构的危险截面。 关键词：ANSYS；钢桁架桥；静力分析；结构分析。 引言：随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的规模在不断的扩大，尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设，一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够的承载力，足够的竖向侧向和扭转刚度，同时还应具有良好的稳定性以及较高的减震降噪性，因此对其应用计算机和求解软件快速进行力学分析了解其受力特性具有重要的意义。 1、工程简介 某一下承式简支钢桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表1，材料属性见表2。桥长32米，桥高5.5米，桥身由8段桁架组成，每个节段4米。该桥梁可以通行卡车，若只考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1，P2，和P3，其中P1=P3=5000N，P2=10000N,见图2,钢桥的形式见图1，其结构简图见图3。
塔式起重机静力学及模态分析研究 胡留现1，李一帆2 洛阳理工学院工程管理系，河南洛阳，河南科技大学建筑工程学院，河南洛阳(1. 471023 2. 471003) 摘要： 强度和振动特性是设计塔式起重机的金属结构的重要指标。利用有限单元法进行塔式起重机的整体建 模，分析了塔式起重机的强度特性和振动特性，指出了极限吊重情况下静态极限强度的位置，并分析了塔式起重 机的振动频率和振型，为研究塔式起重机的其他动力响应提供了依据。 关键词：塔式起重机；静力学；模态分析；有限元 DOI:10.3969/j.issn.1674-5043.2010.01.011 中图分类号: TH21 文献标志码 : A 文章编号: 1674-5043(2010)01-0035-05 塔式起重机是一种广泛应用于建筑施工和工业起重的机械，它具有工作效率高、适用范围广、回转半径大、起升高度高、操作方便、安装与拆卸也比较方便等特点。当起重臂架绕塔式起重机的回转部分作°回转、吊重载荷沿起重臂架运行并升降时以及由于驱动控制系统电机抖动等原因，都会使塔式起360重机引起振动。在此情况下，吊重荷载等动荷载对塔式起重机结构所引起的内力和变形，要比同样大小的静荷载所引起的大，有时甚至大得多。由于塔式起重机结构及构件承受的动荷载一般都很大，而且加载次数较为频繁，更容易产生疲劳破坏。因此塔式起重机的安全可靠性问题越来越引起设计者的关注， 李海虹[1]等对塔机钢丝绳拉索起重臂作了动态分析。张俊[2]利用软件对塔机结构做了动态分ALDORFEAS 析。陆念力等[3] 利用对塔机结构动态分析的梁杆系统模型和简化模型作了比较。总参谋部科研二所SAP84的张银龙[4]对塔式起重机的振动模态分析。重庆大学的郑海斌、张大可等[5]对塔式起重机起重臂进行了有限元分析。 为了避免塔式起重机结构产生共振现象，同时使塔式起重机结构的设计更加合理，以确保塔式起重机在工作过程中满足强度条件和相关的动力性能要求。采用有限元法以式塔式起重机为例对该机QTZ630的整个金属结构的静、动力学特性进行了有限元数值模拟。塔式起重机的结构及性能参数 1 塔式起重机基本结构 1.1 型塔式起重机由金属结构部分、工作机构部分和驱动控制系统三部分组成。塔式起重机的金QTZ630属结构部分又包括塔身、塔顶、起重臂架、平衡臂架、回转支承架、底架和台车架等主要组成部件，是典型的桁架结构，它一般由许多拓扑形状相同的杆件组成。该设备共有种不同尺寸的实心圆杆、空心圆6杆和空心矩形杆构成。在结构的力学分析中，主要分析塔身、塔臂和塔顶的杆件受力。 性能参数 1.2 起重能力：R max ，=50 m Q ； =1.2 t R ，=2~15.44 m Q ； =5 t 起升速度：，； 100/80/50/40/5m/min 回转速度：，； 0.6/0.4r/min 变幅速度：，。 45/16m/min
动臂式塔吊 我国90年代以来，特别是近年超级摩天建筑的崛起势不可挡。深圳地王大厦位于城市金三角地段，主楼采用钢、混凝土组合结构，用钢2.5万吨。大厦于1993年4月开工，历时三年，耗资40亿港元，完成总计69层、建筑面积26.6万平方米、高384米的建筑，成为当时亚洲第一高楼。工程施工总承包商日本熊谷组引进2台起重量达50t的法福克大型自升式动臂塔机m440d，创造了9天4层楼的钢结构安装新速度，开创了大型动臂塔机在我国超高层钢结构施工的新纪元。从此，伴随着城市建设的迅猛发展，大型自升式动臂塔机已经和中国城市标志性建筑越来越紧密的联系在了一起。 特别是预计2009年封顶的东莞台商会馆，使用了湖南江麓机电科技有限公司生产的qtd480动臂塔机，该机于2007年按照国家和行业标准，参照国际标准设计并于2008年初制造投产，第一台已经于08年4月份安装在东莞第一高楼工程。该机各项技术性能先进：起升高度（独立高度）45米，固定附着安装高度达399米、最大起重量32吨。是目前国内性能突出的大型动臂塔机。 此外，湖南中联08年5月推出了tcr6055动臂塔机，起重力矩达到640t.m，抚顺永茂也将推出stl720 同类塔机。 这里说的大型动臂式塔机，已经不是传统意义上的下回转、非自升式动臂式塔机，而是代表着大起重量、大起升高度、大起升速度的当代重型建筑起重机。就上述典型工程施工来说，大型动臂式塔机是其首选，甚至是唯一选择。能够创造如此多“第一”的大型动臂塔机必然有其在性能、结构、应用技术等方面 的特殊性，必然有其在安全使用方面的特殊要求。 1性能参数 大型动臂塔机除具备外爬、内爬、行走功能外，特殊功能 （1）大起重量 现代大型建筑工程采用了钢或钢、混凝土组合结构，吊装单元的重量大大提高，异型、组合结构通常达到32吨，最大达到80余吨。因此，大型动臂塔机配置重型主起升系统，最大起重量通常在32至100吨。 （2）大起升高度 由于采用了特殊的爬升体系，起重机可随建筑结构整体爬高，起升高度大幅度提高。 （3）大起升速度 起升结构大功率，特别是采用了自备的内燃机拖动方案，带负荷起升速度超过100m/min。 2结构特性 （1）吊臂起伏角度大，尾部回转半径小 大型动臂式塔机吊臂起伏角度在17至83度之间，大大拓宽了设备的能力和工作范围。相对于水平臂塔机，吊臂的大仰角相当于增加了塔身的高度，有效扩展的工作范围几乎是以吊臂长度为半径的半球体空间。这对于结构主体施工以及主体结构上高耸构件吊装具有重要意义。尾部回转半径在8至11米之间，这在群塔作业、城市狭小作业空间施工提供了更多的选择，在城市中心区、超高层建筑工程施工甚至是唯一选择。但另一方面，由于吊臂起伏引起两个方面的问题。其一，吊臂自重弯距变化大。如m440d安装55米吊臂，当由最小幅度变化到最大幅度时，其自重弯距变化超过300t.m（安装82米臂的m1280d塔机自重弯距变化甚至超过1000t.m），吊臂自重弯距变化对整机平衡影响很大。因此大型动臂式塔机吊臂设计采用高强度结构钢，最大限度地减轻臂架重量而增加吊重，提高吊重与机重的比例系数。其二，吊臂迎风面积增加大。由最大幅度变化到最小幅度时，相对于臂根铰点，其吊臂迎风面积增加3.4倍。因此无论大型动臂式塔机处于工作状态或非工作状态，风载荷对塔机安全影响更大，并且这种影响是变化的、动态的，容易为操作及管理者忽视而造成重大事故。这一点在“安全预警”中进一步讨论。 （2）吊臂稳定性好，安装幅度范围大 大型动臂式塔机吊臂设计采用“杆”结构，相对于水平臂塔机“梁”结构稳定性能更好，吊臂结构占整机结构重的比例更小，而最大起重量则更大。因此，常规大型动臂式塔机起重能力都能够达到30至100吨，有效的解决了超高钢结构工程对起重机大起重能力的要求。另外，由于塔机吊臂设计采用“杆”结构，吊臂安装幅度范围更大。为使用提供更多灵活选择，可以供不同工程选择，也可以在同一工程的不同阶段
ansys有限元分析大作业
有限元大作业 设计题目: 单车的设计及ansys有限元分析 专业班级: 姓名: 学号: 指导老师: 完成日期: 2016.11.23
单车的设计及ansys模拟分析 一、单车实体设计与建模 1、总体设计 单车的总体设计三维图如下，采用pro-e进行实体建模。 在建模时修改proe默认单位为国际主单位(米千克秒 mks) Proe》文件》属性》修改
2、车架 车架是构成单车的基体，联接着单车的其余各个部件并承受骑者的体重及单车在行驶时经受各种震动和冲击力量，因此除了强度以外还应有足够的刚度，这是为了在各种行驶条件下，使固定在车架上的各机构的相对位置应保持不变，充分发挥各部位的功能。车架分为前部和后部，前部为转向部分，后部为驱动部分，由于受力较大，所有要对后半部分进行加固。
二、单车有限元模型 1、材料的选择 单车的车身选用铝合金（6061-T6）T6标志表示经过热处理、时效。 其属性如下： 弹性模量：） .6+ 90E （2 N/m 10 泊松比：0.33 质量密度：） 3 2.70E+ N/m （2 抗剪模量：） 60E .2+ N/m （2 10 屈服强度：） .2+ （2 75E 8 N/m 2、单车模型的简化 为了方便单车的模拟分析，提高电脑的运算
效率，可对单车进行初步的简化；单车受到的力的主要由车架承受，因此必须保证车架能够有足够的强度、刚度，抗振的能力，故分析的时候主要对车架进行分析。简化后的车架如下图所示。 3、单元体的选择 单车车架为实体故定义车架的单元类型为实体单元（solid）。查资料可以知道3D实体常用结构实体单元有下表。 单元名称说明 Solid45 三维结构实体单元，单元由8个节点定义，具有塑性、蠕变、应力刚化、 大变形、大应变功能，其高阶单元是 solid95