武汉理工大学
学生实验报告书
实验课程名称机械中的有限单元分析
开课学院机电工程学院
指导老师姓名
学生姓名
学生专业班级机电研 1502班
2015—2016 学年第2学期
实验一方形截面悬臂梁的弯曲的应力与变形分析
钢制方形悬臂梁左端固联在墙壁,另一端悬空。工作时对梁右端施加垂直向下的30KN的载荷与60kN的载荷,分析两种集中力作用下该悬臂梁的应力与应变,其中梁的尺寸为10mmX10mmX100mm的方形梁。
1.1方形截面悬臂梁模型建立
建模环境:DesignModeler 15.0。
定义计算类型:选择为结构分析。
定义材料属性:弹性模量为2.1Gpa,泊松比为0.3。
建立悬臂式连接环模型。
(1)绘制方形截面草图:在DesignModeler中定义XY平面为视图平面,并正视改平面,点击sketching下的矩形图标,在视图中绘制10mmX10mm的矩形。(2)拉伸:沿着Z方向将上一步得到的矩阵拉伸100mm,即可得到梁的三维模型,建模完毕,模型如下图1.1所示。
图1.1 方形截面梁模型
1.2 定义单元类型:
选用6面体20节点186号结构单元。
网格划分:通过选定边界和整体结构,在边界单元划分数量不变的情况下,通过分别改变节点数和载荷大小,对同一结构进行分析,划分网格如下图1.2所示:
图1.2 网格划分
1.21 定义边界条件并求解
本次实验中,讲梁的左端固定,将载荷施加在右端,施以垂直向下的集中力,集中力的大小为30kN观察变形情况,再将力改为50kN,观察变形情况,给出应力应变云图,并分析。
(1)给左端施加固定约束;
(2)给悬臂梁右端施加垂直向下的集中力;
1.22定义边界条件如图1.3所示:
图1.3 定义边界条件
1.23 应力分布如下图1.4所示:
定义完边界条件之后进行求解。
图1.4 应力分布图1.2.4 应变分布如下图1.5所示:
图1.5 应变分布图1.3改变载荷大小:
将载荷改为60kN,其余边界条件不变。
1.31应力分布如下图1.6所示:
图1.6 应力分布图1.32应变分布如下图1.7所示:
图1.7 应变分布图1.4 改变载荷大小:
将载荷改为90kN,其余边界条件不变。
1.41应力分布如下图1.8所示:
图1.8 应力分布图1.42应变分布如下图1.9所示:
图1.9 应变分布图
1.5 实验结果分析
当网格单元划分相同而施加的载荷不同时;
从应力分布图上可以看出,当施加载荷为30kN、60kN、90kN时,应力最大的位置均为悬臂梁与墙壁固定的截面上,这与实际情况相符合,三种载荷下的最大应力为 1.769e5、3.581e5、5.307e5,即随着外加载荷的增加应力也随之增加,近似成线性关系。
从应变分布图上来看,当施加载荷为30kN、60kN、90kN时,最大应变的位置均为悬臂梁与墙壁固定的部位,这亦与实际情况相吻合,三种载荷下的最大应变分别为0.886mm、1.771mm、2.657mm,很显然随着载荷的增加应变也随之增加,也是近似呈线性关系。
实验二圆形截面阶梯轴的模态分析
圆形截面阶梯轴的分析模型如图2.1所示,阶梯轴的三段长度均为20mm,截面圆的直径为10mm、15mm、20mm,阶梯轴的弹性模量2.1GPa,泊松比0.3,分析两种约束状态下的固有频率。
2.1 悬臂梁模型建立
建模环境:Solidworks 2016。
定义计算类型:设置为模态分析计算。
定义材料属性:设置弹性模量为2.1Gpa,泊松比为0.3。
在Solidworks中建立阶梯轴的三维模型:
(1)绘制二维草图:打开软件,点击新建零件,选择前视基准面为草图绘制平面,在前视基准面上点击直线命令绘制二维草图,并用智能尺寸命令完全约束;(2)拉伸:退出草图,点击特征命令,将第一步得到的二维草图进行旋转凸台操作,以草图中心线为旋转轴线即可得到三维模型如下图2.1所示:
图2.1 阶梯轴三维模型
将该模型导出Stp通用格式,并导入到Workbench中。
网格划分:通过选定边界和整体结构,在边界单元划分数量不变的情况下,通过分别改变节点数和载荷大小,对同一结构进行分析。
2.2 选择约束类型:
选择约束类型为Cylindrical Support,释放切向,即约束除转动之外的其他5个自由度。
网格划分采用的是自动网格划分,如下图2.2所示:
图2.2 阶梯轴网格划分
2.21 定义边界条件并求解
在本次实验中,给阶梯轴圆柱面约束,分析该约束状态下的固有频率及振型。
2.22 前6阶振型如下图2.3所示:
1阶振型2阶振型3阶振型
图2.3阶梯轴前6阶振型图
2.23 前6阶固有频率:
2.3 选择约束类型:
选择阶梯轴的大端面进行fixed support,即约束了阶梯轴的6个自由度。网格划分采用的自动网格划分,如下图2.4所示:
图2.4 阶梯轴网格划分
2.31 定义边界条件并求解
在本次试验中,阶梯轴的大端面端施加固定约束,点击求解。
2.32 前6阶振型如下图2.5所示:
1阶振型2阶振型3阶振型
4阶振型5阶振型6阶振型
图2.5 阶梯轴前6阶振型图
2.33 固有频率:
2.4 实验结果分析
由上述振型图与固有频率表可以看出:不同的约束下同一零件的固有频率差异很大,振型也相差甚远;这对于实际工程中的机械系统设计有这十分重要的理论指导意义。
实验三:分析在板上开不同形状的槽时板的变形以及应力应变的异同,讨论槽的形状对板强度以及应力集中的影响,本实验研究圆槽和方槽。
基本数据:板长300mm,宽100mm,厚5mm,圆槽直径40mm,方槽长度40mm,宽20mm; 2.1
,泊松比0.3;AC边固定,AB边受垂直于边的向
E Gpa
下均布载荷p=20Mpa.
3.1 实验板料模型的建立
建模软件:Solidworks 2016
定义计算类型:选择为结构分析。
建模过程:(1)绘制草图:打开软件,点击新建零件,选择前视图为绘制草
图基准面,根据实验所给的数据绘制二维草图;
(2)拉伸实体:根据前面所得到的二维草图,退出草图环境,点击特征命
令下的拉伸凸台/基体,选择前面得到的草图,输入拉伸距离为5mm,两个模型
建立过程相同,得到实体模型如下图3.1和3.2所示。
图3.1 圆槽方形板
图3.2 方槽方形板
3.2 圆形槽方板有限元分析:
设置圆型槽方板的单元类型为SOLID 186,即20节点的6面体单元。
网格划分采用自动网格,如下图3.3图所示:
图3.3 圆槽板网格划分
3.21 定义边界条件并求解
在本次试验中,给定AC边固定约束(fixed support),AB边施加垂直于边向下的均布载荷20Mpa,分析其应力与应变,定义边界条件如下图3.4所示:
图3.4 圆槽板定义边界条件
3.22 应力分布如下图3.5所示:
定义完边界条件,进行求解,结果如下。
图3.5 应力分布图
3.23 应变分布如下图3.6所示:
图3.6 应变分布图
3.3 方槽方形板受力分析:
设置圆型槽方板的单元类型为SOLID 186,即20节点的6面体单元。
网格划分采用自动网格划分如下图3.7所示:
图3.7 方槽板网格划分
3.31 定义边界条件并求解
在本次试验中,将AC边设置固定约束,即fixed support;AB边施加以20Mpa 的均布载荷,分析其应力与应变情况。
3.32 定义完边界条件如下图3.8所示:
图3.8 方槽板边界条件
3.33 应力分布图如下图3.9所示:
定义完边界条件之后进行求解。
图3.9 方槽板应力分布图
3.34 应变分布图如下图3.10所示:
图3.10 方槽板应变分布图
3.4 实验结果分析:
当方形板开圆槽时,由应力与应变分布图可知,应力集中出现在圆槽底部和左端固定的部位,而且越远离固定端变形量越大,这与实际情况相符;当方板开方槽时设置相同边界条件下,应力集中出现在方槽的直角和左端固定部位,而且越远离固定端变形量越大。
将圆槽与方槽进行对比,发现圆槽的最大应力为592.03Mpa,而方槽的最大应力为595.04Mpa;圆槽的最大应变为0.002mm,而方槽的应变为0.003mm;通过对比可以看出相同边界条件下圆槽能有效减小应力集中和形变量,这对于零件设计是极为重要的。
实验总结
本次实验分为三个不同的小实验组成,有静力学分析和模态分析,每个小实验均改变边界条件进行对比分析,从而对有限元分析从理论到实践都有一个全面的学习过程。
(1)实验一为静力学分析,通过改变力的大小,从而观察悬臂梁的应力与应变的变化,让我从生活中的力越大变形越大的直觉到理论的分析,通过这样一个过程了解了梁的内在形变关系,得出应变与力近似呈线性关系的结论。
(2)实验二为动力学分析,本实验分析了动力学中最常见的模态分析,实验对象为典型的阶梯轴零件,由于轴类零件在实际应用中最为广泛,本实验给了两种约束,分析不同约束下的阶梯轴的振动情况,得出固有频率和振型图,让我了解到不同约束下零件的固有频率也不同,从而加深了对模态概念的理解。
(3)实验三为静力学分析,本实验与实验一不同的地方在于实验一只是改变了边界条件,而本实验则改变了结构,分析在相同边界条件下,不同结构的受力情况,经实验发现圆槽比方槽的应力集中程度小,变形量也相对小,这对机械设计的结构优化具有指导意义。
通过本次实验,我学会了运用Ansys软件进行有限元分析,以及其他三维建模软件与Ansys的结合运用;加深了对有限元分析理论的理解,这为以后做工程项目打下了坚实的基础。
过盈配合件的装配方法有: 过盈配合件是依靠相配件装配以后的过盈量达到紧固联接。装配后.由于材料的弹性变形,使配合面之间产生压力,因此在工作时配合面间具有相当的联擦力来传递扭短或轴向力。过盈配合装配一般属于不可拆卸的固定连接。过盈配合件的装配方法有:(1)人工锤击法,(2)压力机压入法; (3)冷装法,(4)轴承加热器热装法。 轴承加热器热装法:? 适用过盈量较大轴承、齿轮、齿圈、电机外壳的加热器装配?? 1.做好热装前的准备工作.以保证热装工序的顺利完成?? 1?)加热温度T计算公式T=(σ+δ)/ad+T (℃)?式中d-配合公称直径(mm)?? a-加热零件材料线膨胀系数(1/℃)?常用材料线膨胀系数见有关手册σ-配合尺寸的最大过盈量mmδ-所需热装间隙(mm)?当d<200mm时,?? δ取(1"2)σ当d≥200mm时,δ取(0.001"0.0015)d2?? 2)加热时间按零件厚10mm需加热10min估算。厚度值按零件轴向和径向尺寸小者计算?? 3)保温时间按加热时间的1/4估算??? 2.包容件加热.胀量达到要求后,要迅速清理包容件和包件的配合表面,然后立即进行热装。要求操作动作迅速准确,一次热装到位,中涂不许停顿。若发生异常,不允许强迫装入,必须排除故障,重新加热再进行热装?? 3.零件热装后,采用拉、压、顶等可靠措施使热装件靠近被包容件轴向定位面。零件冷却后,其间隙不得大于配合长度的1000?? 4.钢件中装铜套时,包容件只能作一次热装,装后不允许作为二次热装的包容件再行加热?? 5.凡镶圈结构的齿轮与的热装时.在装齿圈时已加热过一次,当与轴热装时,又需二次加热,一般应采用油浴加热。若条件有限,也可采用电炉加热,但必须严格控制温升速度,使之温度均匀.且工作外表面离炉丝距离大于300mm,否则不准采用?? 6.?采用电感式加热器加热,必须适当选择设备规格,并严格遵守设备操作规程?? 冷装法:适用于包容件无法加热或加热会导致零件精度、材料组织变化、影响其力学件的装配?? 1.冷装时?? l冷冻温度TI计算公式?? T1=2σ/a1d (℃)?? 式中??? σ—最大过盈量(mm)?? d—被包容件的外径(mm) a1—被包容件冷却时? 线膨胀系数常用材料冷却时线膨胀系数见有关手册?? 冷冻时间t计算公式?? t= a'δ' (6~8)(mm)?? 式中?与材料有关的系数见有关手册被冷冻零件的特征尺寸。即零件的最大断面半径或? 壁厚尺寸(mm)?? 1)按公式计算冷冻温度T??
流体力学知识点大全- 吐血整理
1. 从力学角度看,流体区别于固体的特点是:易变形性,可压缩性,粘滞性和表面张 力。 2. 牛顿流体: 在受力后极易变形,且切应力与变形速率成正比的流体。即τ=μ*du/dy 。 当n<1时,属假塑性体。当n=1时,流动属于牛顿型。当n>1时,属胀塑性体。 3. 流场: 流体运动所占据的空间。 流动分类 时间变化特性: 稳态与非稳态 空间变化特性: 一维,二维和三维 流体内部流动结构: 层流和湍流 流体的性质: 黏性流体流动和理想流体流动;可压缩和不可压缩 流体运动特征: 有旋和无旋; 引发流动的力学因素: 压差流动,重力流动,剪切流动 4. 描述流动的两种方法:拉格朗日法和欧拉法 拉格朗日法着眼追踪流体质点的流动,欧拉法着眼在确定的空间点上考察流体的流动 5. 迹线:流体质点的运动轨迹曲线 流线:任意时刻流场中存在的一条曲线,该曲线上各流体质点的速度方向与 该曲线的速度方向一致 性质 a.除速度为零或无穷大的点以外,经过空间一点只有一条流线 b.流场中每一点都有流线通过,所有流线形成流线谱 c .流线的形状和位置随时间而变化,稳态流动时不变 迹线和流线的区别:流线是同一时刻不同质点构成的一条流体线; 迹线是同一质点在不同时刻经过的空间点构成的轨迹 线。 稳态流动下,流线与迹线是重合的。 6. 流管:流场中作一条不与流线重合的任意封闭曲线,通过此曲线的所有流线 构成的管状曲面。 性质:①流管表面流体不能穿过。②流管形状和位 置是否变化与流动状态有关。 7.涡量是一个描写旋涡运动常用的物理量。流体速度的旋度▽xV 为流场的涡 量。 有旋流动:流体微团与固定于其上的坐标系有相对旋转运动。无旋运动:流 场中速度旋度或涡量处处为零。 涡线是这样一条曲线,曲线上任意一点的切线方向与在该点的流体的涡量方 向一致。 8. 静止流体:对选定的坐标系无相对运动的流体。 不可压缩静止流体质量力满足 ▽x f=0 9. 匀速旋转容器中的压强分布p=ρ(gz -22r2 ω)+c 10. 系统:就是确定不变的物质集合。特点 质量不变而边界形状不断变化 控制体:是根据需要所选择的具有确定位置和体积形状的流场空间。其表 面称为控制面。特点 边界形状不变而内部质量可变 运输公式:系统的物理量随时间的变化率转换成与控制体相关的表达式。
1问题描述 某周边简支非均匀的矩形(或圆形)板在均布载荷作用下挠度过大。结合实际,提出集中改进设计方案,并进行对比分析。 2.问题分析 不均匀板有两种主要的情况,结构不均匀和材料不均匀,结构不均匀是指板的厚度不是常量,材料不均匀体现在板的弹性模量和泊松比是变化的。另外,有的板可以是以上两种情况的混合情形。 不均匀板与均匀板的有限元问题有哪些差别呢?下面从均匀板问题推导出非均匀板有限元问题的解决方法。 2.1应力应变 先以结构不均匀板为例来讨论。假设一矩形板长为2,宽为2,厚度沿x ,y 不均匀,由一函数()h ,h x y =描述,但仍然符合薄板假设。对于均匀板,显然h 是一个常数。设挠度为()=x,y ωω,则板内应变向量可以表示为 {}2222211==z 1 2x x y y xy xy x z y x y ρεεεω εγγ?????????????????????????? ?=-???????????????????????? ?????????? 应力应变关系为 {}1p z D σρ????=? ????? 弯矩扭矩矩阵 {}{}()() h ,2h ,2 x y x y M zdz σ-=? 这里就体现出不均匀板和均匀板的区别了。积分完毕后,可以得到 {}[]1M D ρ?? =????
其中薄板的弯曲系数矩阵 []()()()3 21 ,101210 1/2Eh x y D μ μμμ?? ??=??-??-?? 是关于薄板总体坐标的函数,所以对各个分单元都是不同的。 各单元的弯曲系数矩阵可以采用单元中心处的代替。那么就可以得出一系列的弯曲系数矩阵[]D e i 。如果单元划分得足够细,是可以代替真实解的。 2.2单元分析 可以将板分为边长为0.25的矩形小单元,每一个单元都是一样的。对于任何一个单元的节点,都有3项独立的位移 {}i i i xi i yi i w w w y w x δθθ???? ? ???????????? ==???? ??????????? ??????- ???????? 位移模式 ()223123456722333 89101112,w x y x y x xy y x x y xy y x y xy αααααααααααα=+++++++ ++++ 形状函数矩阵是一个112?的行向量 ()[],k l m n N x y N N N N =???? 其中 222222222 2 22222211128111111i i i i i i i i i i i i i x x y y x x y y x y N a b a b a b x x y y y y x x y y x x y x a b b a b a ? ??????=++++--?? ? ????????????? ? ????????????++--++-? ??? ? ? ????????????????? (),,,i k l m n = 单元刚度矩阵 [][][][]1212e e T S k B D B dxdy ?=? 很明显,积分式中包含了弹性系数矩阵,而不同单元的弹性系数矩阵是不同的,所以, 即便单元划分相同,得到的单元刚度矩阵也不同。对于均匀板,相同形式的单元,刚度矩阵
机械结构有限元分析 作业名称:基于ANSYS的机械结构仿真学生姓名:陆宁 学号: 班级:机械电子工程103班 指导教师:谢占山老师 作业时间: 2013.05.28 二零一二----二零一三第二学习期
基于ANSYS的机械结构仿真 摘要:介绍了ANSYS优化设计模块,并针对机械结构优化设计给出了具体设计步骤,利用实例分析介绍ANSYS在机械结构优化设计中的应用。证明了ANSYS优化设计模块在机械结构优化设计上的方便性和可行性,为从事机械优化设计人员提供了新的方法和思路。 关键词:机械结构;ANSYS;优化设计;悬臂梁 前言:有现场合,比如,在研究桥梁的受迫振动时,由于激振载荷和和桥梁自重比较接近,所以桥梁自重是必须考虑的因素。激振载荷是正弦载荷,桥梁自重是静载荷,此时桥梁同时受静载荷和正弦载荷的作用。当结构只作用于静载荷时,可以用静力学分析计算其应力、应变等;当结构只作用于正弦载荷时,可以对其进行谐响分析。但是当结构同时作用于静载荷和正弦载荷时,却无法单独用静力学分析或谐响应分析来求解问题,因静力学分析要求载荷恒定,谐响应分析施加的载荷都是正弦载荷。如果用瞬态分析,则载荷就不能是从负无穷时刻到正无穷时刻的周期函数,即施加载荷要对正弦载荷进行加窗处理,势必存在误差,此时就应用有限元法进行分析。
一、基于ANSYS参数化语言的机械结构优化设计概述 机械最优化设计是在现代计算机广泛应用的基础上发展起来的一门新学科,是根据最优化原理和方法综合各方面的因素,以人机配合方式或/自动探索0方式在计算机上进行的半自动或自动设计,以选出在现有工程条件下最佳设计方案的一种现代设计方法.人机连接的传媒是靠一些编程语言来实现,例如C、C十十、VC、FOR-TRAM 等等,这些语言要求用户必须有深厚的理论知识,对于普通用户实现起来就显得很困难。 ANSYS软件是容结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件,其内嵌的参数化设计语言(APDL)用建立智能分析的手段为用户提供了自动完成循环的功能,即程序的输入可设定为根据指定的函数、变量以及选出的分析标准作决定.这样的功能扩展完全满足优化设计的要求,而且其强大的前处理建模、可视化界面也是其他优化语言所无法比拟的,更重要的是ANSYSAPDL编程语句简单,更具人性化即使是普通用户也能够掌握。 目前,关于利用ANSYS进行机械优化设计的文献鲜有报道[C17,本文具体剖析了ANSYS优化设计模块,并运用ANSYS12.0的参数化语言求解机械工程设计中的优化问题,给出了在机械优化设计方面的实现方法和具体实例,旨在为从事机械优化设计的人员提供一种新的方法和思路。
过盈联接 1.确定压力p; 1)传递轴向力F 2)传递转矩T 3)承受轴向力F和转矩T的联合作用 2.确定最小有效过盈量,选定配合种类; 3.计算过盈联接的强度; 4.计算所需压入力;(采用压入法装配时) 5.计算包容件加热及被包容件冷却温度;(采用胀缩法装配时) 6.包容见外径胀大量及被包容件内径缩小量。 1. 配合面间所需的径向压力p 过盈联接的配合面间应具有的径向压力是随着所传递的载荷不同而异的。 1)传递轴向力F当联接传递轴向力F时(图7-20),应保证联接在此载荷作用下,不产生轴向滑动。亦即当径向压力为P时,在外载荷F的作用下,配合面上所能产生的轴向摩擦阻力F,应大于或等于外载荷F。 图: 变轴向力的过盈联接图: 受转矩的过盈联接 设配合的公称直径为人配合面间的摩擦系数为人配合长度为l,则
F f=πdlpf
因需保证F f ≥F,故 [7-8] 2)传递转矩T当联接传递转矩T时,则应保证在此转矩作用下不产生 周向滑移。亦即当径向压力为P时,在转矩T的作用下,配合面间所能产生的摩 擦阻力矩M f 应大于或等于转矩T。 设配合面上的摩擦系数为f①,配合尺寸同前,则 M f=πdlpf·d/2 因需保证M f ≥T.故得 [7-9] ① 实际上,周向摩擦系数系与轴向摩擦系数有差异,现为简化.取两者近似相等.均以f表示。 配合面间摩擦系数的大小与配合面的状态、材料及润滑情况等因素有关,应由实验测定。表7-5给出了几种情况下摩擦系数值,以供计算时参考。 表: 摩擦系数f值 压入法胀缩法 联接零件材料无润滑时f 有润滑时f 联接零件 材料 结合方式,润滑 f 钢—铸钢0.11 0.08 钢—钢油压扩孔,压力 油为矿物油 0.125 钢—结构钢0.10 0.07 油压扩孔,压力 油为甘油,结合 面排油干净 0.18 钢—优质结构钢0.11 0.08 在电炉中加热包 容件至300℃ 0.14 钢—青铜0.150.20 0.030.06 在电炉中加热包 容件至300℃以 后,结合面脱脂 0.2 钢—铸铁0.120.15 0.050.10 钢—铸铁油压扩孔,压力 油为矿物油 0.1 铸铁—铸钢0.150..25 0.150.10 钢—铝镁无润滑0.100.15
流体力学 习题解答
选择题: 1、恒定流是: (a) 流动随时间按一定规律变化;(b)流场中任意空间点上的运动要素不随时间变化;(c) 各过流断面的速度分布相同。(b) 2、粘性流体总水头线沿程的变化是:(a) 沿程下降 (a) 沿程下降;(b) 沿程上升;(c) 保持水平;(d) 前三种情况都可能; 3、均匀流是:(b)迁移加速度(位变)为零; (a) 当地加速度(时变)为零;(b)迁移加速度(位变)为零; (c)向心加速度为零;(d)合速度为零处; 4、一元流动是:(c) 运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数; (a) 均匀流;(b) 速度分布按直线变化;(c) 运动参数是一个空间坐标和时间变量的函数; 5、伯努利方程中各项水头表示:(a) 单位重量液体具有的机械能; (a) 单位重量液体具有的机械能;(b)单位质量液体具有的机械能; (c)单位体积液体具有的机械;(d)通过过流断面流体的总机械能。 6、圆管层流,实测管轴线上流速为4m/s,则断面平均流速为::(c)2m;(a) 4m;(b)3.2m;(c)2m; 7、半圆形明渠,半径r=4m,其水力半径为:(a) 4m;(b)3m;(c) 2m;(d) 1m。 8、静止液体中存在:(a) 压应力;(b)压应力和拉应力;(c) 压应力和剪应力;(d) 压应力、拉应力和剪应力。 (1)在水力学中,单位质量力是指(c、) a、单位面积液体受到的质量力; b、单位体积液体受到的质量力; c、单位质量液体受到的质量力; d、单位重量液体受到的质量力。 答案:c (2)在平衡液体中,质量力与等压面() a、重合; b、平行 c、斜交; d、正交。
过盈配合零件装配 将具有过盈量的零件组装到设定位置上的工艺。过盈配合在机械零件连接中应用很广,如轴承、联轴器等与轴的联接常采用这种配合方式。装配后有定位精度要求或需要拆卸的,应选用过渡配合或小间隙,小过盈的配合 过盈配合零件装配方法,一般有压装、热装和冷装三种,通常依配合特性和现场条件参照表1进行选择。 d H7/K6 压装常温下将具有过盈量配合的两个零件压到装配位置。过盈量较小者,可用锤击法;过盈量稍大者,应用压力
机装配。装配前应将配合面清洗干净、清除毛刺,并涂以润滑剂。所需压力一般按下式计算:当配合件皆为钢质时 当被包容件为钢,包容件为铸铁时 式中P为压入力,kN;D为包容件外径,mm;d为被包容件外径,mm;i为平均实测过盈值,mm;L为包容件与被包容件的配合长度,mm。 热装将包容件用木炭、焦炭、蒸汽、氧乙炔焰、电感应或热油等方法均匀加热(温度应低于被加热件材料的回火温度),使其直径微量胀大,并与被包容件产生一定间隙后进行装配。所需加热温度,一般按下式计算:
mm;α为被加热件材料的线膨胀系数,1/℃;d为被加热件的公称直径,mm;t o为环境温度,℃。 在冶金设备安装中,经常遇有大型装配件,应按其外形尺寸及重量选择最适当的加热方法,准备好加热设施以及起重运输工具、测温用具和检查用样板等。 冷装当包容件因尺寸、重量或材质等原因不易或不宜加热时,可采用液氨、液氮等冷却剂将被包容件冷却到一定温度.使其外径微量减小.并与包容件之间产生一定间隙后,再装配到设定位置上。常用的冷却剂及其所能达到的冷却温度见表2。 当被冷却件温度接近或低于材料脆性转变温度时,装配中不可用锤敲击。被冷却件所需冷却温度一般按下式计算:
一、 二、 三、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。(错误) 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。(正 确) 3.附面层分离只能发生在增压减速区。 (正确) 4.等温管流摩阻随管长增加而增加,速度和压力都减少。(错误) 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。(错 误) 6.平面流只存在流函数,无旋流动存在势函数。(正 确) 7.流体的静压是指流体的点静压。 (正确) 8.流线和等势线一定正交。 (正确) 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。(正 确) 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度增加,压力减小。(正确) 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。(正 确) 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度减小,压力增加。(正确) 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。(正确) 14.相邻两流线的函数值之差,是此两流线间的单宽流量。(正确) 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。(正 确) 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。(错 误) 17.流体的粘滞性随温度变化而变化,温度升高粘滞性减少;温度降低粘滞性增大。(错误 ) 18流体流动时切应力与流体的粘性有关,与其他无关。(错误) 四、填空题。 1、1mmH2O= 9.807 Pa 2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。 3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数,它反映了流体流动时惯性力 与粘性力的对比关系。 5、流量Q1和Q2,阻抗为S1和S2的两管路并联,则并联后总管路的流量 Q为,总阻抗S为。串联后总管路的流量Q 为,总阻抗S为。
《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 h1mm 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 A NSYS 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 A NSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →(Size Controls) Global: Set →SIZE: 0.5 →OK →iMesh →Pick All → Close
《ANSYS10.0基础及工程应用》考查要求 一、课程考核方式 撰写课程结课论文。 二、论文撰写范围 在掌握有限元基本理论及方法的基础上,运用《ANSYS10.0基础及工程应用》课程所学的建模,分网,加载,求解及后处理知识,针对某一你所熟悉的产品、设备或零件进行有限元计算分析。 三、论文撰写要求 1.论文按科技论文的标准格式撰写,包括有题目、作者、单位(班级、学号、联系方式)、摘要(200字左右)、关键词(3—4个)、正文及参考文献(包括作者姓名、文献名、出版社所在地、出版社名、出版时间等),正文引用文献要标出,严禁抄袭。2.全文字数不少于3000字。 3.参考文献至少5篇。 4.统一以武汉理工大学华夏学院论文纸。
有限元分析课程要求 要求:1)个人至少分析3种方案并独立完成(可选择一个模型三种不同方案或三个不同模型的有限元分析;题目可从上机指南,有限元分析大作业试题中选择或自行选择算例),并将计算 结果分析在论文中较详细分析说明(包括几何模型视图、单元模型视图、结果云图,矢量 分布图,列表,命令流等及结果分析说明。) 2)课程论文应包括以下部分:(正文5号字体) A、引言; B、问题描述及几何建模; C、有限元建模(单元选择、节点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界条件 处理、求解控制) D、计算结果及结果分析(位移分析、应力分析、正确性分析评判,如同一模型 则必须进行多方案计算比较,需讨论节点规模增减对精度的影响分析、单元 改变对精度的影响分析、不同网格划分方案、不同结构对结果的影响分析等) E、结论 F、参考文献 3)12月1日前必须完成,并递交课程论文报告(报告要求打印)。 4)学生的课程总评成绩由平时成绩(占30%)和期末考查成绩(占70%)两部分构成。平时成绩中包括出勤、作业、上机操作、学习主动性等。
过盈配合装配分析总结 摘要:由于过盈配合能承受较大的轴向力、扭矩及动载荷,应用十分广泛,并且由于它是种固定连接,因此装配时要求有正确的相互位置和紧固件,还要求装配时不损伤机件的强度和精度,装入简便迅速,还有轴承的安装是否正确,直接影响轴承使用时的精度、寿命和性能。 关键字:过盈配合;装配;热装;冷装 正文; 过盈配合的装配是将较大尺寸的被包容件(轴件)装入较小尺寸的包容件(孔件)中。如下图中间; 过盈配合能承受较大的轴向力、扭矩及动载荷,应用十分广泛,例如齿轮、联轴节、飞轮、皮带轮、链轮与轴的连接,轴承与轴承套的连接等。由于它是种固定连接,因此装配时要求有正确的相互位置和紧固件,还要求装配时不损伤机件的强度和精度,装入简便迅速。过盈配合要求零件的材料应能承受最大过盈所引起的应力,配合的 1
连接强度应在最小过盈时得到保证。常用的装配方法有压装配合、热装配合,冷装配合等。过盈配合中的公差带分布情况参考下表1 表1 过盈配合中的公差带分布状况 一、常温下的压装配合 常温下的压装配合适用于过盈量较小的几种静配合,其操作方法简单、动作迅速,是最常用的一种方法。根据施力方式不同,压装配合分为锤击法和压入法两种。锤击法主要用于配合面要求较低、长度较短,采用过渡配合的连接件;压入法加力均匀,方向易于控制,生产效率高,主要用于过盈配合,过盈量较小时可用螺旋或杠杆式压入工具压入,过盈量较大时用压力机压入。其装配工艺如下: 2
1、验收装配机件机件的验收主要应注意机件的尺寸和几何形状偏差、表面粗糙度、倒角和圆角是否符合图样要求,是否光掉了毛刺等。机件的尺寸和几何形状偏差超出允许范围,可能造成装不进、机件胀裂、配合松动等后果;表面粗糙度不符合要求会影响配合质量;倒角不符合要求或不光掉毛刺,在装配过程中不易导正和可能损伤配合表面;圆角不符合要求,可能使机件装不到预定的位置。机件尺寸和几何形状的检查,一般用千分尺或0.02mm 的游标卡尺,在轴颈和轴孔长度上两个或三个截面的几个方向进行测量,而其他检测项靠样板和目视进行检查。机件验收的同时,也就得到了相配合机件实际过盈的数据,它是计算压入力、选择装配方法等的主要依据。 2、计算压入力压装时压入力必须克服轴压入孔时的摩擦力,该摩擦力的大小与轴的直径,有效压入长度和零件表面粗糙度等因素有 关。当配合件皆为钢质时 3
用有限元分析Hyperworks结构 机制1091 19号何志强 论文关键词:拓扑优化形状优化精密铸造后悬置支架有限元分析 论文摘要: 本文主要阐述借助于Alatir公司的Hyperworks结构优化软件,对精密铸造产品进行结构优化设计,且以对某汽车驾驶室后悬置支架的结构优化为例,着重介绍了拓扑优化和形状优化在精密铸造产品结构设计上的应用方法及功能。事实表明拓扑优化和形状优化的联合应用,对精密铸造产品的结构设计起到非常关键的帮助作用,最后通过此软件对优化后的产品结构进行有限元分析,验证优化后产品结构的强度和刚度。 HyperWorks在精密铸造产品优化设计中的应用 一、引言 在当前的汽车工业中,减轻设计重量和缩短设计周期是两个突出的问题,在传统的设计中,由于机械产品机构的复杂性,长期以来主要应用经验类比设计,对产品结构作定性分析和经验类比估算,在决定实际结构时,一般都取较大的安全系数,结果使得产品都是“傻”、“大”、“粗”,使材料的潜力得不到充分发挥,产品的性能也得不到充分的把握。所以传统的汽车设计思路已经不能满足当前设计的需要。汽车轻量化设计开始占据了汽车发展中的主要地位,它既可以提高车辆的动力性,降低成本,减少能源消耗又能减少污染。但是,简单的汽车轻量化设计却是一把双刃剑,它在减轻汽车重量的同时,也牺牲了车辆的强度和刚度,甚至对产品的结构寿命也产生影响,在此情况下,有限元分析方法在汽车设计中的合理应用就得到了充分体现,经过近几年的实践证明,Altair公司的有限元分析技术以及拓扑优化技术在汽车行业获得了非常成功的应用。特别是对于一些结构复杂的汽车铸造结构件,Hyperworks 的有限元分析技术、拓扑优化和形状优化技术的推广使得材料的潜能及铸造的优势得到了充分的发挥。 本文将详细介绍利用Hyperworks的拓扑优化和形状优化技术对东风商用车驾驶室后悬置支架进行减重优化设计的应用过程。以及如何应用Hyperworks验证改进结构后的应力和应变情况,使该后悬置支架减重优化后的结构能够满足产品的使用性能和铸造工艺性要求。 二、有限元法的概念和优化设计流程确立 2.1有限元法和有限单元的概念 有限元法又称有限单元法,是结构分析的一种数值计算方法,它随着计算机的发展而应运而生,并得到了广泛应用,目前已成为工程数值分析的有力工具。在实际工程应用中,我们首先把CAD模型分割成有限个实体或者壳单元。一般作为实体单元所适合的结构,是具有三维形状变化的物体,不太适合棒状、平板状的物体。实体单元是利用3D-CAD所作
过盈量与装配力计算公式 过盈联接 1.确定压力p; 1)传递轴向力F 2)传递转矩T 3)承受轴向力F和转矩T的联合作用 2.确定最小有效过盈量,选定配合种类; 3.计算过盈联接的强度; 4.计算所需压入力;(采用压入法装配时) 5.计算包容件加热及被包容件冷却温度;(采用胀缩法装配时)6.包容见外径胀大量及被包容件内径缩小量。
1. 配合面间所需的径向压力p 过盈联接的配合面间应具有的径向压力是随着所传递的载荷不同而异的。1)传递轴向力F 当联接传递轴向力F时(图7-20),应保证联接在此载荷作用下,不产生轴向滑动。亦即当径向压力为P时,在外载荷F的作用下,配合面上所能产生的轴向摩擦阻力Ff,应大于或等于外载荷F。 图: 变轴向力的过盈联接图: 受转矩的过盈联接. 设配合的公称直径为人配合面间的摩擦系数为人配合长度为l,则 F =πdlpf f因需保证F≥F,故f [7-8] 2)传递转矩T 当联接传递转矩T时,则应保证在此转矩作用下不产生周向滑移。亦即当径向压力为P时,在转矩T的作用下,配合面间所能产生的摩擦阻力矩M应大于或等于转矩T。f①,配合尺寸同前,则设配合面上的摩擦系 数为f M =πdlpf·d/2f因需保证M ≥T.故得f [7-9] ①实际上,周向摩擦系数系与轴向摩擦系数有差异,现为简化.取两者近似相等.均以f表示。 配合面间摩擦系数的大小与配合面的状态、材料及润滑情况等因素有关,应由实验测定。表7-5给出了几种情况下摩擦系数值,以供计算时参考。 表: 摩擦系数f值 压入法胀缩法 联接零件材有润滑时联接零件材无润滑时f 结合方式,润滑 f 料 f 料 油压扩孔,压力油钢—铸钢 0.11 0.08 0.125 为矿物油 油压扩孔,压力油钢—结构钢 0.10 0.07 为甘油,结合面排0.18 油干净钢—钢钢—优质结在电炉中加热包0.11 0.08 0.14 构钢 容件至300℃ 在电炉中加热包钢—青铜 0.15?0.20 0.03?0.06 容件至300℃以0.2 后,结合面脱脂 油压扩孔,压力油钢—铸铁 0.12?0.15 0.05?0.10 钢—铸铁 0.1 为矿物油 钢—铝镁合铸铁—铸钢 0.15?0..25 0.15?0.10 无润滑 0.10?0.15 金 3)承受轴向力F和转矩T的联合作用 此时所需的径向压力为
A16轮机3,流体力学复习资料,4&5章 第四章相似原理和量纲分析 1. 流动的力学相似 1)几何相似:两流场中对应长度成同一比例。 2)运动相似:两流场中对应点上速度成同一比例,方向相同。 3)动力相似:两流场中对应点上各同名力同一比例,方向相同。 4)上述三种相似之间的关系。 基本概念(量纲、基本量纲、导出量纲) 量纲:物理参数度量单位的类别称为量纲或因次。 基本量纲:基本单位的量纲称为基本量纲,基本量纲是彼此独立的,例如用,LMT来表示长度,质量和时间等,基本量纲的个数与流动问题中所包含的物理参数有关,对于不可压缩流体流动一般只需三个即,LMT(长度,质量和时间),其余物理量均可由基本量纲导出。 导出量纲:导出单位的量纲称为导出量纲。 一些常用物理量的导出量纲。 2. 动力相似准则 牛顿数?表达式? 弗劳德数?表达式,意义? 雷诺数?表达式,意义? 欧拉数?柯西数?韦伯数?斯特劳哈尔数? 判断基本模型实验通常要满足的相似准则数。 掌握量纲分析法(瑞利法和π定理)。
第五章黏性流体的一维流动 1. 黏性总流的伯努利方程 应用:黏性不可压缩的重力流体定常流动总流的两个缓变流截面。 该方程的具体形式?几何意义? 2. 黏性流体管内流动的两种损失 沿程损失:产生的原因?影响该损失的因素? 沿程损失的计算公式?达西公式? 局部损失:产生原因? 局部损失计算公式? 3. 黏性流体的两种流动状态 层流和紊流 上临界速度,上临界雷诺数? 下临界速度,下临界雷诺数? 工程实际中,圆管中流动状态判别的雷诺数?2000 4. 管口进口段中黏性流体的流动 边界层的概念? 紊流边界层 层流边界层 层流进口段长度计算经验公式 5. 圆管中的层流流动 速度分布? 切应力分布?
有限元分析课程论文 课程名称:有限元分析 论文题目:ujoint有限元分析学生班级; 学生姓名: 任课教师: 学位类别: 评分标准及分值选题与参阅资料 (分值) 论文内容 (分值) 论文表述 (分值) 创新性 (分值) 评分 论文评语: 总评分评阅教师: 评阅时间 年月日 注:此表为每个学生的论文封面,请任课教师填写分项分值
基于abaqus的ujoint有限元分析 摘要:万向传动装置在汽车中起到了传递扭矩的关键作用,在abaqus中导入ujoint实体模型,之后对其进行坐标系建立,wire 建立,以及各部件之间的连接关系的建立,最后对该模型施加边界条件,令其运动。 关键词:abaqus、有限元、ujoint 一问题的描述 对导入的ujoint在所有步骤完成后,施加力:在step initial:均设为0;step SPIN:doundary1:限制除 UR2的所有,且把UR2值设为:pi。在boundary2 中,限制UR1和UR3自由度。 二在abaqus中导入ujoint实体模型 启动abaqus CAE,在文件下拉菜单中选择:import , 选择最终文件位置or 输入ws_connector_ujoint.py.inp 打开文件ujoint。(如下图所示)
2.1 创建坐标系 单机操作界面中的tool,从下拉菜单中选择datum,再出来的窗口中选择coordinate,3points。首先选择origin,在选择x正方向,Y正方向、z正方向。创建完成。 2.2创建VERT和CROSS之间的2坐标系。 根据 2.1所述操作步骤创建坐标系V-C 和V-G (VERT和GROUND)。 Notice:1、创建过程中为了清晰分辨,可将IN的suppress,创建完成后再将其resume。其他同样 2、在V-C和I-C中,x轴与cross转动所绕轴平行。
流体力学知识点总结 第一章 绪论 1 液体和气体统称为流体,流体的基本特性是具有流动性,只要剪应力存在流动就持续进行,流体在静止时不能承受剪应力。 2 流体连续介质假设:把流体当做是由密集质点构成的,内部无空隙的连续体来研究。 3 流体力学的研究方法:理论、数值、实验。 4 作用于流体上面的力 (1)表面力:通过直接接触,作用于所取流体表面的力。 作用于A 上的平均压应力 作用于A 上的平均剪应力 应力 法向应力 切向应力 (2)质量力:作用在所取流体体积内每个质点上的力,力的大小与流体的质量成比例。(常见的质量力: 重力、惯性力、非惯性力、离心力) 单位为 5 流体的主要物理性质 (1) 惯性:物体保持原有运动状态的性质。质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。 常见的密度(在一个标准大气压下): 4℃时的水 20℃时的空气 (2) 粘性 ΔF ΔP ΔT A ΔA V τ 法向应力周围流体作用 的表面力 切向应力 A P p ??=A T ??=τA F A ??=→?lim 0δA P p A A ??=→?lim 0为A 点压应力,即A 点的压强 A T A ??=→?lim 0τ 为A 点的剪应力 应力的单位是帕斯卡(pa ) ,1pa=1N/㎡,表面力具有传递性。 B F f m =u u v v 2m s 3 /1000m kg =ρ3 /2.1m kg =ρ
牛顿内摩擦定律: 流体运动时,相邻流层间所产生的切应力与剪切变形的速率成正比。即 以应力表示 τ—粘性切应力,是单位面积上的内摩擦力。由图可知 —— 速度梯度,剪切应变率(剪切变形速度) 粘度 μ是比例系数,称为动力黏度,单位“pa ·s ”。动力黏度是流体黏性大小的度量,μ值越大,流体越粘,流动性越差。 运动粘度 单位:m2/s 同加速度的单位 说明: 1)气体的粘度不受压强影响,液体的粘度受压强影响也很小。 2)液体 T ↑ μ↓ 气体 T ↑ μ↑ 无黏性流体 无粘性流体,是指无粘性即μ=0的液体。无粘性液体实际上是不存在的,它只是一种对物性简化的力学模型。 (3) 压缩性和膨胀性 压缩性:流体受压,体积缩小,密度增大,除去外力后能恢复原状的性质。 T 一定,dp 增大,dv 减小 膨胀性:流体受热,体积膨胀,密度减小,温度下降后能恢复原状的性质。 P 一定,dT 增大,dV 增大 A 液体的压缩性和膨胀性 液体的压缩性用压缩系数表示 压缩系数:在一定的温度下,压强增加单位P ,液体体积的相对减小值。 由于液体受压体积减小,dP 与dV 异号,加负号,以使к为正值;其值愈大,愈容易压缩。к的单位是“1/Pa ”。(平方米每牛) 体积弹性模量K 是压缩系数的倒数,用K 表示,单位是“Pa ” 液体的热膨胀系数:它表示在一定的压强下,温度增加1度,体积的相对增加率。 du T A dy μ =? dt dr dy du ? =?=μ μτdu u dy h =ρ μν= dP dV V dP V dV ? -=-=1/κρ ρ κ d dP dV dP V K =-==1
题目: 如图所示是一飞轮的截面图。飞轮材料的弹性模量210GPa,泊松比0.27,密度7800kg/m3。飞轮的角速度为62.8rad/s,飞轮边缘受到压力作用,压力p为1MPa,飞轮轴孔固定。试对 飞轮进行静力分析并绘制飞轮在柱坐标系下径向、环向的应力和变形云图。 主要步骤: 1.用户自定义文件夹,以为文件名xiti开始一个新的分析。 2.定义单元类型 (1)选择Main Menu>Preprocessor> Element Type>Add/Edit/Delete>Add >select:select Solid Quad 8node 82 >OK (back to Element Types window) (2)设置Solid Quad 8node 82 的Options选项,Options… >selelt K3: Axisymmetric>Close (the Element Type window),如图1所示。
图1 单元属性设置对话框 3.定义材料性能参数 (1)定义材料的弹性模量和泊松比 Main Menu: Preprocessor >Material Props >Material Models >Structural >Linear >Elastic >Isotropic >input EX:2.10e5, PRXY:0.27 > OK (2)定义材料的密度 Main Menu: Preprocessor >Material Props >Material Models>Favorite>Linear Static>Density >input DENS:0.0078 > OK 4.建立几何模型、划分网格 (1)生成特征点 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS>依次输入点的坐标:input:1(50,0),2(55,0),3(55,16), 4(75,16), 5(75,5),6(80,5),7(80,40),8(75,40), 9(75,24),10(55,24),11(55,50),12(50,50) (2)连接各特征点 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines> Lines>Straight Line>依次连接各特征点:1(50,0),2(55,0),3(55,16), 4(75,16), 5(75,5),6(80,5),7(80,40),8(75,40), 9(75,24),10(55,24),11(55,50),12(50,50) (3)生成过度圆弧 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Line Fillet>选择需要产生过度圆弧的两边,输入过度圆弧的半径>OK 如图2所示。
《流体力学考》考点重点知识归纳 1.流体元:就有线尺度的流体单元,称为流体“质元”,简称流体元。流体元可看做大量流体质点构成的微小单元。 2.流体质点:(流体力学研究流体在外力作用下的宏观运动规律) (1)流体质点无线尺度,只做平移运动 (2)流体质点不做随即热运动,只有在外力的作用下作宏观运动; (3)将以流体质点为中心的周围临街体积的范围内的流体相关特性统计的平均值作为流体质点的物理属性; 3.连续性介质模型的内容:根据流体指点概念和连续介质模型,每个流体质点具有确定的宏观物理量,当流体质点位于某空间点时,若将流体质点的物理量,可以建立物理的空间连续分布函数,根据物理学基本定律,可以建立物理量满足的微分方程,用数学连续函数理论求解这些方程,可获得该物理量随空间位置和时间的连续变化规律。 4.连续介质假设:假设流体是有连续分布的流体质点组成的介质。 5.牛顿的粘性定律表明:牛顿流体的粘性切应力与流体的切变率成正比,还表明对一定的流体,作用于流体上的粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定的,而不是由速度决定的: 6.牛顿流体:动力粘度为常数的流体称为牛顿流体。 7.分子的内聚力:当两层液体做相对运动时,两层液体的分子的平均距离加大,分子间的作用力变现为吸引力,这就是分子的内聚力。 液体快速流层通过分子内聚力带动慢流层,漫流层通过分子的内聚力阻滞快流层的运动,表现为内摩擦力。、 流体在固体表面的不滑移条件:分子之间的内聚力将流体粘附在固体表面,随固体一起运动或静止。 8.温度对粘度的影响:温度对流体的粘度影响很大。液体的粘度随温度升高而减小,气体的粘度则相反,随温度的升高而增大。 压强对粘性的影响:压强的变化对粘度几乎没有什么影响,只有发生几百个大气压的变化时,粘度才有明显改变,高压时气体和液体的粘度增大。 9.描述流体运动的两种方法 拉格朗日法:拉格朗日法又称为随体法。它着眼于流体质点,跟随流体质点一起运动,记录流体质点在运动过程中会各种物理量随所到位置和时间的变化规律,跟中所有质点便可了解整个流体运动的全貌。 欧拉法:欧拉法又称当地法。它着眼于空间点,把流体的物理量表示为空间位置和时间的函数。空间点的物理量是指,某个时刻占据空间点的。 流体质点的物理量,不同时刻占据该空间点的流体质点不同。 10.速度场:速度场是由流体空间各个坐标点的速度矢量构成的场。速度场不仅描述速度矢量的空间分布,还可描述这种分布随时间的变化。 11.毛细现象:玻璃管内的液体在表面张力的作用下液面升高或降低的现象称为毛细现象; 12.迹线:流体质点运动的轨迹。在流场中对某一质点作标记,将其在不同时刻的所在位置点连成线就是该流体质点的迹线。 13.定常流动:流动参数不随时间变化的流动。反之,流体参数随时间变化的流动称为不定长流动。 14.流线:流线是指示某一时刻流场中各点速度矢量方向的假象曲线。