高压闪蒸槽压力载荷作用下整体等效模
型的应力分析
1．问题描述
1.1工程背景
物质的沸点是随压力增大而升高，那么是不是压力越低，沸点就越低呢。那好，这样就可以让高压高温流体经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐。这时，流体温度高于该压力下的沸点。流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。使流体达到气化的设备不是闪蒸罐，而是减压阀。闪蒸罐的作用是提供流体迅速气化和汽液分离的空间。
1.2内衬材料结构与计算参数
1.2.1 砖结构
外层：230(轴向)×200（环向）×60（径向）；
中层：230(轴向)×65（环向）×131（径向）；
内层：230(轴向)×65（环向）×131（径向）。
1.2.2 胶泥
从壳壁至中心依次为：Dolit 788+Dolit 788+Stellakitt AE；
每层砖之间胶泥厚度为6mm；每个砖缝之间胶泥厚度为4mm（环向砖缝和垂直砖缝）1.2.3 隔离层
钢壳体与最外层砖之间设置隔离层：即6mm厚的铅；4mm 陶瓷纸。
1.2.4 载荷
设计压力：4.56Mpa
应力分析所需相关材料的性能参数详见附件。
1.3高压闪蒸槽设计图纸
要进行高压闪蒸槽压力载荷作用下整体等效模型的应力分析，最为关键的应该是该问题等效模型的建立以及后处理分析。等效模型为壳体，采用shell181单元，以此单元建立层层壳模型。通过应力分析、位移分析从而得出高压闪蒸槽在所给高压下其强度、刚度等是否能够满足要求。
2．所用单元介绍：shell 181
SHELL181适合分析薄的及中等厚度的板壳结构零件。它一个单元有四个结点，每个结点有六个自由度，即沿X，Y，Z方向的移动自由度和转动自由度。退化“三角形”选项，只能过滤单元化分网中使用。SHELL181 支持线性，大扭转和大应变，变厚度非线性分析。它既能用完全法也可用缩减法，可用于分布载荷及应力刚化。
SHELL181可用于多层材料模型。shell181的厚度是通过两种方式定义的，即section 和实常数两种。而这两种当中的优先在于定义的section，其次是考虑实常数。SHELL181是四节点三维壳单元，每个节点有六个自由度。该单元支持所有的非线性功能（包括大应变），允许有多达250 层材料层。这种方法由下到上一层一层定义材料层的配置。底层为第一
层，后续的层沿单元坐标系的Z轴正方向自底向上叠加。
3．模型的建立及求解后处理
3.1模型建立过程的分析
该分析的模型为壳体，则关键为面的建立。采用与筒仓相类似的模型建立方法——由底向上建立几何模型，即先生成关键点，再由点生成线，之后由线生成面。最后对所得的面进行操作得到几何模型。由于采用层层壳模型，则对陶砖与胶体混合层需要对其弹性模量E和泊松比进行等效，使之简化为一层壳。
建立等效模型，首先就是要有正确的关键点。由于在模型建立的过程中涉及到有线绕轴生成面这一步骤，故再由点生成线的过程中，点的连接顺序就显得很重要。如果连接的方向错了，其法线方向则会反向，那么就会发现方向会导致在施加均布内压时，压力的方向不正确，扩展壳体时材料的的叠放顺序与实际顺序相反等一系列问题。最终导致求解结果的不正确。
采用section来定义壳的厚度。鉴于模型的形状故采用映射网格对其进行剖分。在后处理中由于需要看不同部位的应力与位移，故需要分别建立局部坐标。
3.2分析的GUI路径
1进入ANSYS定义作业名为“kcsj”
2设置计算类型Main Menu: Preferences →select Structural →OK
3选择单元类型
Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →选择shell 181 →OK，Options →All layer →OK.
4定义材料参数
Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →分别定义13种材料的弹性模量与泊松比→OK
5定义壳的厚度
Main Menu: Preprocessor →Section →Shell →Lay-ups →Add/Edit→OK
6.生成几何模型
6.1生成关键点
Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypionts →In Active CS →1（0,4.69）→Apply→按上述步骤依次生成2至33号关键点→34(-3.5,-1.71)→OK
6.2由点生成线
Main Menu: Preprocessor →Modeling→Create →Lines →Straight Line →依次连接→OK Main Menu: Preprocessor →Modeling→Create →Lines →Splines →依次连接关键点→OK 6.3由线生成面
Main Menu: Preprocessor →Modeling→Operate→Extrude→Lines→About Axis→选择线→Apply→选择2个轴线点→Apply→ARC输入360，NSEG输入8→Apply→按照以上步骤依次生成筒体、管口a、管口b、管口c、管口d、管口e1、管口e2的面→OK
6.4 采用布尔操作分割面
Main Menu: Preprocessor →Modeling→Operate→Boolean→Partition→Areas→Pick All
6.5 删除多余的面
Main Menu: Preprocessor →Modeling →Delete →Areas and below→选择多余的面→OK 6.6 将面粘在一起
Main Menu: Preprocessor →Modeling→Operate→Boolean→Glue→Lines→Pick All
即得几何模型，如图3.2.1
7.网格划分
7.1.附属性
Meshing→Mesh Attributes→Picked Areas→分别选择在SECT中选择其对应的Section→OK 7.2网格划分
Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→Global: Set →设置为0.15→Areas→Mesh（用free网格）→Pick All即得有限元模型，如图3.2.2示：
图3.2.1 图3.2.2
8.边界条件的施加过程
8.1施加位移约束
Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →On Lines.→拾取筒下部的8根线→OK→选择ALL DOFS→OK
8.2施加均布压力Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Press →On Areas→Pick All →输入4.56e6→OK
9分析计算Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK
10.建立局部坐标：
10.1 Utility Menu：WorkPlane→Offset WP by Increments→分别旋转，使工作平面旋转至所需要的方向→OK
10.2 Utility Menu：WorkPlane→Offset WP to →Keypoints→选择关键点→OK
10.3 Utility Menu：WorkPlane→Local Coodinate Systems→Create Local CS→At WP Origin →建立相应的局部坐标→OK
11结果显示
11.1图形输出坐标系选择
Main Menu：General Postproc→Options for Outp→选择相应的坐标系→OK
11.2云图的选择
Main Menu：General Postproc →Plot Results →Contour Plot→Nodal Sol→Displacement →进行选择→OK
Main Menu：General Postproc →Plot Results →Contour Plot→Nodal Sol→Stress →分别选择三个方向的应力→OK
4.结果分析
经过模型的建立以及求解后处理，问题的关键落到了对后处理结果的分析上来。下面将从刚度（位移）、强度（应力）以及网格密度三个方面对后处理的结果进行分析，最终得到该模型安全与否。
4.1 刚度分析
图4.1.1
图4.1.2
图4.1.3 图4.1.4
图4.1.1为筒体的径向位移图，最大位移出现在筒体中部，为2.263mm，位移关于对称轴呈对称。
图4.1.2为筒体的环向位移图，最大位移为1..947mm，位移关于对称轴呈反对称。
图4.1.1为筒体的轴向位移图，最大位移出现在筒体顶部，为1.736mm，位移关于对称轴对称。
图4.1.1、4.1.2、4.1.3的位移图关于对称轴所呈现的对称行与弹性力学中的结论是一致。这说明所得的结果有一定的可信度。分别对管口a、管口b、管口c、管口d、管口e1、管口e2进行分析可以得出与此相类似的结论，故不再一一赘述。
图4.1.4为模型整体的合位移图。最大位移为2.372mm, 最大的位移发生在筒体的中间部位。位移相对较小，故可认为其刚度基本上满足要求，则在之后的分析中应主要考虑其强度问题。
4.2应力结果分析
由于本问题为非线性问题，故不能由等效应力云图判断整个闪蒸槽安全与否。且筒体由多种材料组成要判断安全与否还需进一步的后处理分析。下面分别对筒体、管口a、b、c、d、e1、e2进行分析。而在筒体、管口a、b、c、d、e1、e2这些组成部分中，主题为筒体，管口a、b、c、d、e1、e2为次要部分。故在以后的分析中以筒体为主，其余为辅。
4.2.1筒体应力分析
图4.2.1.1图4.2.2.2
图4.2.1.1为筒体径向应力云图，最大应力为77.2MPa,出现在筒体底部。应力图对称，与实际相符。但陶砖安全与否需进一步讨论。
图4.2.1.2为筒体底部所选单元径向应力云图，最大应力发生在钢壳层，内层的陶砖所受的拉应力最大值为4.95Mpa，小于其抗拉强度。从强度方面说，该单元径向是安全的。
图4.2.1.3图4.2.1.4
图4.2.1.3为筒体第一层AE胶径向应力云图，最大应力为6.4MPa。最大拉应力小于该胶体的抗拉强度，故该胶层安全。
图4.2.1.4为筒体第五层VP788径向应力云图（第三层胶体径向最大应力小于第五层），最大应力为3.38MPa。最大拉应力小于该胶体的抗拉强度，故该胶层安全。
由以上分析可知，陶砖、胶体皆安全。
图4.2.1.3 图4.2.1.3
图4.2.1.5 图4.2.1.6
图4.2.1.3为筒体环向应力云图，最大应力为212MPa,呈对称。由对筒体径向应力的类似分析可知最大应力出现在钢层。对陶砖、胶体其应力状态还不清楚，需要进一步分析。
图4.2.1.4为筒体底部所选单元环向应力云图，最大应力发生在钢壳层，内层的陶砖所受的应力较小，小于其抗拉强度。对于钢壳层虽然最大的拉应力较大，但是仍小于其抗拉强度，为安全状态。
图4.2.1.5为筒体第一层AE胶环向应力云图，最大压应力4.36Mpa，最大拉应力31.8MPa，超过了其抗拉强度，但是胶体是受弯的且其抗弯强度很大，故可认为不被破坏。
图4.2.1.6为筒体第三层VP788径向应力云图（第三层胶体的径向最大应力大于第五层），最大压应力1.82Mpa，最大拉应力24.1MPa，超过了其抗拉强度，但是胶体是受弯的且其
抗弯强度很大，故可认为不被破坏。
图4.2.1.7
图 4.2.1.7为筒体第一层陶砖径向应力云图（陶砖层中该层的应力最大），最大压应力2.07Mpa，最大应力为25.5Mpa，陶砖受弯。最大应力小于该胶体的抗弯强度，但是这种较大应力的存在只是在极小范围内的，而且在闪蒸槽中，砖的主要作用是抗腐蚀，故这种小范围内的开裂是可以接受的，故可认为该陶砖层安全。
胶体陶砖的应力如下表:
由以上分析可知，陶砖、胶体环向皆安全。
下面对其进行轴向应力的分析
图4.2.1.8 图4.2.1.9
图4.2.1.8为筒体轴向应力云图，对称。最大应力出现在管口e2附近，最大值为90.7 MPa。图4.2.1.9为筒体第六层陶砖层的轴向应力云图，最大应力3.72MPa，小于其抗拉强度。因而陶砖应力安全。则最外层钢壳不会被腐蚀。
对筒体、管口a、管口b、管口c、管口d、管口e1、管口e2而言，钢材的抗拉强度较高，在所加荷载条件下，一般不会出现被拉坏的情况；而陶砖和胶体的抗拉强度较低，容易出现被拉坏的情况，故应将重点放在对陶砖和胶体的应力分析上。
由对筒体的应力分析可以知道，对筒体而言，径向应力和轴向应力比环向应力小。也就是说对筒体决定其安全与否的是其环向应力。故在对之后的管口a、管口b、管口c、管口d、管口e1、管口e2的分析中主要关心其环向应力。
4.2.2管口a应力分析
图4.2.2.1 图4.2.2.2
图4.2.2.3 图4.2.2.4
图4.2.2.1为管口a 的环向应力图，陶砖的应力较钢壳层较小，呈对称。
图4.2.2.2为管口a 第一层AE 胶环向应力云图，最大拉应力6.65MPa ，小于其抗拉强度，故可认为不被破坏。
图4.2.2.3为管口a 第二层的陶砖径向应力云图（第二层胶体的径向最大应力大于第四、六层），最大应力为6.69MPa 。最大拉应力小于该陶砖的抗拉强度，故该胶层安全。
图4.2.2.4为管口a 第五层VP788径向应力云图（第三层胶体的径向最大应力小于第五层），最大应力为7.34MPa 。最大拉应力大于该胶体的抗拉强度，但由应力云图可知，胶体应力不均匀，胶体可以说是受弯的，但是其抗弯强度大，且里层未被破坏，故该胶层安全。 由以上的4张图可以知道管口a 的强度是符合要求的，不被破坏。
胶体陶砖的应力如下表:
4.2.3管口b 应力分析
图4.2.3.1图4.2.3.1
图4.2.3.3图4.2.3.4
图4.2.3.1为管口b的环向应力图，呈对称。对陶砖、胶体还需要进行进一步的分析。
图4.2.3.2为管口b的第一层AE胶环向应力云图，最大拉应力12.2MPa，超过了其抗拉强度，但是胶体是受弯的且其抗弯强度很大，故可认为不被破坏。
图4.2.3.3为管口b第二层陶砖环向应力图，呈对称。陶砖部分受压，部分受拉，陶砖应力为部分陶砖的应力可能超过其抗拉强度，但由于应力不是均匀的, 即陶砖处于弯曲状态。且其抗弯强度较大，故可以认为陶砖不被破坏。
图4.2.3.4为管口b第三层VP788径向应力云图（第三层大于第五层），最大拉应力11.8MPa，超过了其抗拉强度，但是胶体是受弯的且其抗弯强度很大，故可认为不被破坏。
图4.2.5
图4.2.3.5为管口b的第四层陶砖的环向应力云图，最大应力为4.3Mpa，小于陶砖抗拉强度，不被破坏，因而钢壳层不会被腐蚀。
由以上的5张图可以知道管口b的强度是符合要求的，不被破坏。
胶体陶砖的应力如下表:
4.2.4管口c应力分析
图4.2.4.1 图4.2.4.2
图4.2.4.3 图4.2.4.4
图4.2.4.1为管口c 的环向应力图，陶砖的应力较钢壳层较小，应力云图呈对称。
图4.2.4.2为管口c 的第一层AE 胶环向应力图，最大拉应力5.64MPa ，小于其抗拉强度，故可认为不被破坏。
图4.2.4.2为管口c 的第二层陶砖环向应力图，最大拉应力5.34MPa ，小于其抗拉强度，故可认为不被破坏。
图4.2.4.2为管口c 的第三层VP788胶环向应力图，最大拉应力5.65MPa ，略大于其抗拉强度，但胶体受弯，抗弯强度较大，故可认为不被破坏。
由以上的4张图可以知道管口c 的强度是符合要求的。胶体陶砖的应力如下表:
4.2.5管口e1应力分析
图4.2.5.1 图4.2.5.2
图4.2.5.3 图4.2.5.4
图4.2.5.1为管口e1的第一层AE 胶环向应力图，最大拉应力14.6MPa ，虽然大于其抗拉强度，但是受力不均匀为弯曲状态，且胶体的抗弯强度很大，故可认为基本不被破坏。
图4.2.5.2为管口e1的第二层陶砖环向应力图，最大拉应力13.4MPa ，虽然大于其抗拉强度，但是受力不均匀为弯曲状态，且最大应力小于其抗弯强度，故可认为基本不被破坏。 图4.2.5.3为管口e1的第三层VP788胶环向应力图，最大拉应力13.0MPa ，虽然大于其抗拉强度，但是受力不均匀为弯曲状态，且最大应力小于其抗弯强度，故可认为基本不被破坏。
图4.2.5.4为管口e1的第四层陶砖环向应力图，最大拉应力4.96MPa ，小于其抗拉强度，故可认为该层不被破坏。
由以上的4张图可以知道管口e1的胶体、陶砖强度是符合要求的，即不被破坏。因而钢壳层不被腐蚀，为安全状态。
胶体陶砖的应力如下表:
对于管口d其环向应力的分析与管口a其环向应力的分析类似，对管口e2其环向应力的分析与管口e1其环向应力的分析类似。且由力学知识可以知道管口d较管口a安全，管口e2较管口e1安全，由上述分析可知安全，故管口d、管口e2一定安全。故不再对管口d、管口e2进行环向应力的分析。
4.3网格加密后分析比较
图4.3.1 图4.3.2
图4.3.1、图4.3.2分别为网格加密后所得的位移与筒体的径向应力图，最大位移为2.361mm，
对筒体最大的径向应力为76.6MPa，与未加密网格时的结果2.372mm与77.2MPa，相差不多，但网格加密所需要的分网时间与求解时间都大大长于之前，而结果相差却小于1%，所以原有的网格密度已经可以满足精度与时间的要求，不必再进行网格加密。
结论：
经过对后处理所得的各部分云图的分析，可知结构仅在所给高压作用下，钢材的强度满足要求；对于陶砖虽然有些部分的应力超过了其抗拉强度，但是受力不均匀即陶砖处于弯曲状态，加之陶砖本身的抗弯强度较高，所受拉应力与抗弯强度相当，且较大应力的出现只是局部，可认为不被破坏。就不会发生钢壳层的腐蚀破坏，故可以认为该高压闪蒸槽各层的强度、刚度都满足满足要求，即不被破坏，处于安全状态。
建议：
虽然高压闪蒸槽各层的强度、刚度都近似满足满足要求，但是可以看出其安全系数还是较低的，也就是说还需要进行一定的加强，而从以上的分析可以看出需要加强的主要是环向，对各管口而言在与主体筒部分会出现较大应力，故可以在管口a、管口b、管口c、管口d、管口e1、管口e2与主体筒连接的部位加强。
5.心得与体会
为期两周的ANSYS课程设计让我学到了很多东西，在课程设计的过程中有过失望，有过迷惘，有过不解，也有过喜悦，更有过小小的成就感。
当刚开始拿到题目时，有一种一团雾水的感觉。毕竟是第一次接触这种工程问题，经过老师的一番指点后，开始有了建立模型的基本思路。经过自己的一系列的琢磨与摸索后，可以建立基本的模型。但是我却犯了一个重大的错误就是没有注意单位的封闭。结果导致在求解的时候，节点的位移过大而无法得到结果。当时我就傻眼了，开始了一步步的检查，经过仔细的思考我找到了问题的所在。也就是在那一刹那，我深深地认识到了单位封闭的重要性。但是设计的过程中的问题又岂止这一个，由于在连线的过程中没有注意连接的方向，导致了线的法线方向相反。又是一次修改的过程，又是一次理解深入的提高。
本以为求解完后，就没什么了。报告一天就可以完成。当真正开始动笔写报告的时候，才发现自己之前是大错特错。作报告的过程中，我发现得出后处理云图很简单，对后处理的结果进行分析才是最难的，一张图表述了什么，又告诉了我们信息，从这些信息中又能
够得出什么结论。这才是最重要的，也是设计的最终目的所在。
总而言之，通过这次课程设计我学会了许多东西。在建模过程中，让我学到了建模技巧，更锻炼了我的耐心和细心。通过自己对结果作分析，写报告，锻炼了自己分析问题的能力。这也让我认识到自己还有很多不足之处。在今后的日子里，我还需要多锻炼，提高自己利用ANSYS分析问题，解决问题的能力。
辽宁工业大学 工艺课程设计( 论文) 题目: Al-12.5 Si-3 Cu-2-2Ni-0.5Mg铸造合金热处理工艺设计 院(系): 光伏学院 专业班级: 材料工程技术102 学号: 学生姓名: 杨向天 指导教师: 李青春 教师职称: 副教授 起止时间: -7-5~ -7-16
前言 合金工具钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高, 按用途大致可分为刃具、模具和检验尺寸使用的量具用钢三类。合金工具钢广泛用作刃具、冷、热变形模具和量具, 也可用于制作柴油机燃料泵的活塞、阀门、阀座以及燃料阀喷嘴等。 此设计是经过在课堂学习热处理理论知识后的探索和尝试, 其内容讨论如何设计圆板牙钢的热处理工艺, 重点是制定合理的热处理规程, 并按此完成Al-12.5Si-3Cu圆板牙钢的热处理工艺设计。
目录( 小二号黑体, 段前段后1行, 1.25倍行距, 居中排列) 1 低合金刃具钢热处理工艺概述........................................ 错误!未定义书签。 2 圆板牙钢的热处理工艺设计............................................ 错误!未定义书签。 2.1 圆板牙钢的服役条件、失效形式......................... 错误!未定义书签。 2.2 圆板牙技术要求及示意图 ...................................... 错误!未定义书签。 2.3 圆板牙钢的材料选择 .............................................. 错误!未定义书签。 2.4 圆板牙9SiCr钢的C曲线...................................... 错误!未定义书签。 2.5 圆板牙9SiCr钢加工工艺流程图........................... 错误!未定义书签。 2.6 9SiCr圆板牙(M12)钢退火-淬火-回火热处理工艺错误!未定义书签。 2.7 9SiCr圆板牙钢退火、淬火、回火热处理工艺理论错误!未定义书 签。 2.8 选择设备、仪表和工夹具..................................... 错误!未定义书签。 2.9 圆板牙热处理质量检验项目、内容及要求 ........ 错误!未定义书签。 2.10 圆板牙热处理常见缺陷的预防及补救方法........ 错误!未定义书签。 3 参考文献 ............................................................................ 错误!未定义书签。
南京理工大学 课程设计说明书(论文) 作者:学号： 学院(系):理学院 专业:工程力学 题目:ANSYS实体建模有限元分析 指导者： (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 20 年月日
练习题一 要求： 照图利用ANSYS软件建立实体模型和有限元离散模型，说明所用单元种类、单元总数和节点数。 操作步骤： 拟采用自底向上建模方式建模。 1.定义工作文件名和工作标题 1)选择Utility Menu>File>Change Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM ] Enter new jobname文本框中输入工作文件名learning1，单击OK按钮关闭该对话框。 2)选择Utility Menu>File>Change Title命令，出现Change Title对话框，在[/TITLE] Enter new title文本框中输入08dp,单击OK按钮关闭该对话框。 2.定义单元类型 1)选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，出现Element Types对话框，单击Add按钮,出现 Library of Element Types 对话框。在Library of Element Types 列表框中选择 Structural Solid, Tet 10node 92，在Element type reference number文本框中输入1，单击OK按钮关闭该对话框。 2)单击Element Types对话框上的Close按钮，关闭该对话框。 3.创建几何模型 1)选择Utility Menu>P1otCtrls>Style>Colors>Reverse Video命令，设置显示颜色。 2)选择Utility Menu>P1otCtrls>View Settings>Viewing Direction命令，出现Viewing Direction对话框，在XV,YV,ZV Coords of view point文本框中分别输入1, 1, 1，其余选项采用默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。 3)建立支座底块 选择Main Menu>Preprocessor> Modeling>Create>volumes>Block>By Demensios 命令，出现Create Block by Demensios对话框，在X1,X2 X-coor dinates文本框
大学 计算机辅助机械设计课程设计机构运动分析 班级：10机41 学号：10294046 指导教师： 专业名称：机制（S）
ANSYS 机构运动分析 一．问题分析求解1、图15-2所示为一曲柄滑块机构，曲柄长度AB=120mm 、连杆长度BC=300 mm 、偏距e=50 mm ，曲柄为原动件，转速为w=100 r/min ，E=2E11,,P=0.3求滑块3的位移s 3、速度v 3、加速度a 3随时间变化情况。 二．操作过程 2.1 定义参量 拾取菜单Utility Menu →Parameters →Scalar Parameters 。在 “Selection ” 文本框中输入PI=3.1415926， 单击“Accept ” 按钮；再在“Selection ” 文本框中输入R=0.12、L=0.3、E=0.05、OMGA1=100、T=60/OMGA1、FI0=ASIN(E/(R+L))、AX=0、AY=0、BX=R*COS(FI0)、BY=-R*SIN(FI0) 、CX=(R+L)*COS(FI0)、CY=-E ，单击“Accept ”；最后，对话框的“Close ”按钮。 2.2创建单元类型 Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 。单击“Add ”按钮；选“Combination ”，选“Revolute joint 7”， 单击“Apply ” 按钮；选“Structural Beam ”，选“3D elastic 4”, 单击“Ok ” 按钮；单击对话框的“Close ”按钮。 2.3定义材料特定义材料特性性 拾取菜单Main Menu →Preprocessor →Material Props →Material Models 。在右侧列表中依次双击“Structural ”、“Linear ”、“Elastic ”、“Isotropic ”，所示的对话框，在“EX ”文本框中输入2e11（弹性模量），在“PRXY ” 文本框中输入0.3（泊松比），单击“Ok ” 按钮；再双击右侧列表中“Structural ”下“Density ”，弹出图对话框，在“DENS ”图 15-2 曲柄滑块机构
1 概述 1.1 工程概况 依据城市总体规划，华东某市在城西地区兴建一座城市污水处理厂，以完善该地区的市政工程配套，控制日益加剧的河道水污染，改善环境质量。该城市现状叙述如下： 1、2号居住区人口3万，污水由化粪池排入河道；3、4号居住区人口5万，正在建设1年内完成；5号居住区人口4.5万，待建，2年后动工，建设周期2年。还有部分主要公共建筑，宾馆5座，2000个标准客房；医院2座，1500张床。以上排水系统均采用分流制系统。同时新区内还有部分排污工厂：电子厂每天排水1500m3，BOD5污染负荷为3000人口当量；食品厂每天排出污水量500 m3，污染负荷为1500人口当量。 旧城区原仅有雨水排水系统，污水排水系统的改造和建设工程计划在10年内完成，届时整个排水区域服务人口将达到18万。 依据上述情况，整个工程划分为近期和远期两个建设阶段，现在实施的工程为近期建设。近期建设周期大概在3年左右，设计服务范围应该包括新区5个已建和待建的居住区、新区内部分主要公共建筑以及2个工厂。依据环保部门以及排放水体的状况，排放水要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级B标准。 1.2 设计依据 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002） 《室外排水设计规范》(GB50101) 《城市污水处理工程项目标准》 《给水排水设计手册》，第5册城镇排水 《给水排水设计手册》，第10册技术经济 城市污水处理以及污染物防治技术政策（2002） 污水排入城市下水道水质标准CJ3082-1999 地表水环境质量标准GB3838-2002 城市排水工程规划规范GB50381-2000 1.3设计任务和范围 （1）收集相关资料，确定废水水量水质及其变化特征和处理要求； （2）对废水处理工艺方案进行分析比较，提出适宜的处理工艺方案和工艺流程； （3）确定为满足废水排放要求而所需达到的处理程度； （4）结合水质水量特征，通过经济技术分析比较，确定各处理构筑物的型式； （5）进行全面的处理工艺设计计算，确定各构筑物尺寸和设备选型； （6）进行废水处理站平面布置及主要管道的布置和高程计算； （7）进行工程概预算，说明废水处理站的启动运行和运行管理技术要求 2 原水水量与水质和处理要求： 2.1 原水水量与水质 一期工程： Q=36000m3/d
CAD/CAE软件实践 课程设计 专业： 班级： 序号： 姓名： 指导教师： 起止日期：2014年 2 月 17 日至 3 月9日
目录 第一题（平面问题） (2) 第二题（简单三维问题） (7) 第三题（常见零件） (16) 常见零件（一） (16) 常见零件（二） (23) 课程设计小结 (30)
《CAD/CAM/CAE软件实践》课程设计 题目及要求 机械11007 第一题（平面问题） 如图所示零件，所受均布力载荷为q,分析在该作用力下的零件的形变和应力状况，本题简化为二维平面问题进行静力分析，零件材料为Q235。 一、前处理 步骤一创建几何实体模型
1、依次点击Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints >in Active CS 输入节点1(0,0,0) 2(0,150,0) 3(117,150,0) 4(234,150,0) 5(234,86,0) 6(130,86,0)点OK Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines >Straight Line 用光标点1，2点，2,3点，3，4点，4，5点，5，6点连成直结，点Apply；连 完点“OK” Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary >By lines 用光标分别点击各条边，全部点击完毕后点击OK，出现如下图形： 2、建立两圆 MainMenu>Proprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>Solid Circle 输入: WP X=50 输入: WP X=182 WPY=100 WPY=118 RADIUS=34 RADIUS=15 3、进行布尔运算，将两个圆从图形中除去 MainMenu>Proprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Areas 弹出对话框后，用光标点基本（即总体），再点“OK”，再点要减去的部分，“OK”得到基本图形
目录 1.课程设计项目及意义 (2) 2.设计题目具体技术要求和功能 (2) 3.方案比较与确定 (2) 3.1单片机的发展与现状 (2) 3.2单片机应用系统简介 (3) 3.3总体设计方案 (4) 3.3.1 功能系统 (4) 3.3.2需求分析 (4) 3.3.3控制系统设计（附图） (4) 4.可行性分析 (6) 4.1 技术可行性 (6) 4.2经济可行性 (6) 4.3操作可行性 (7) 5. 硬件电路设计 (8) 5.1在画图的时候应该注意的 (8) 5.2完整的电路原理图 (8) 5.3 元器件说明（简单介绍） (9) 5.4 硬件相关图例 (12) 5.4.1 真值表 (12) 5.4.2自动售货机的平面示意图 (12) 5.4.3硬件结构图 (13) 5.4.4 I/O地址分配 (14) 5.4.5 总体硬件构成 (15) 6.软件设计................................................................................................................................. - 16 - 6.1 程序主要说明............................................................................................................... - 16 - 6.1..1 软件结构设计分为系统定义及软件结构设计方面 (17) 6.1.2程序设计的步骤................................................................................................. - 17 - 6.2 程序流程图................................................................................................................... - 18 - 6.3 子程序流程图 (20) 6.4 中断程序流程图........................................................................................................... - 20 - 6.5 汇编程序源代码........................................................................................................... - 20 - 6.6 仿真调试现象及结果................................................................................................... - 23 - 7.设计总结 ................................................................................................................................ - 23 - 8.参考资料 ................................................................................................................................ - 23 - 致谢 ........................................................................................................................................... - 25 -
机械制造学课程设计说明书 题目名称 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 机械与电子工程系 二○一四年月日
目录 一、任务书--------------- -------3 二、指导教师评阅表----------------------4 三、序言-------------------------------------------------------------------------------------------3 四、零件的分析-----------------------------------------------------------------------------------3 五、工艺规程的设计------------------------------------------------------------------------------4 （1）. 确定毛坯的制造形式---------------------------------------------------------------4 （2）. 基面的选择---------------------------------------------------------------------------4 （3）. 制订工艺路线------------------------------------------------------------------------4 （4）. 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确------------------------------------5 （5）. 确定切削用量及基本工时---------------------------------------------------------6 六、设计心得与小结-----------------------------------------------------------------------------11 七参考文献-------------------------------------------------------------------------------------1 1
ANSYS课程设计
实例一连杆的受力分析 一、问题的描述 汽车的连杆，厚度为0.5in，在小头孔内侧90度范围内承受P=1000psi的面载荷作用，用有限元分析该连杆的受力状态。连杆的材料属性：杨氏模量E=30×106psi，泊松比为0.3。 由于连杆的结构对称，因此在分析时只采用一半进行即可，采用由底向上的建模方式，用20节点的SOLID95单元划分。 二、具体操作过程 1.定义工作文件名和工作标题 2.生成俩个圆环面 ⑴生成圆环面：Main Menu>Preprocessor>Model Creat>Areas Circle>By Dimension，其中RAD1=1.4，RAD2=1，THETA1=0，THETA2=180，单击Apply，输入THETA1=45，单击OK。 ⑵打开面号控制，选择Areas Number为On，单击OK。 3.生成俩个矩形 ⑴生成矩形：Main Menu>Preprocessor>Model Creat>Areas Rectangle>By Dimension，输入X1=-0.3，X2=0.3，Y1=1.2，Y2=1.8，单击Apply，又分别输入X1=-1.8，X2=-1.2，Y1=0，Y2=0.3，单击OK。 ⑵平移工作平面：Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>XYZ Location，在ANSYS输入窗口的魅力输入行中输入6.5，按Enter确认，单击OK。
⑶将工作平面坐标系转换成激活坐标系：Utility Menu>WorkPlane>Change Active Cs to>Working Plane。 4．又生成圆环面并进行布尔操作 ⑴生成圆环面：Main Menu>Preprocessor>Model Creat>Areas Circle>By Dimension， 其中RAD1=0.7， RAD2=0.4，THETA1=0， THETA2=180，单击 Apply，输入 THETA1=135，单击OK。 ⑵对面进行叠分操作， 结果如图 5.生成连杆体 ⑴激活直角坐标系：Utility Menu>WorkPlane>Change Active Cs to>Global Cartesian。 ⑵定义四个新的关键点：Main Menu>Preprocessor>Creat>Keypoints》In Active CS，在对话框中分别输入：X=2.5，Y=0.5，单击Apply；X=3.25，Y=0.4，单击Apply；X=4，Y=0.33，单击Apply；X=4.75，Y=0.28，单击OK。 ⑶激活总体坐标系：Utility Menu>WorkPlane>Change Active Cs to>Global Cylindrical。 ⑷生成样条线：Main Menu>Preprocessor>Creat>Splines>With
一：设计题目：搓丝机传动装置设计 1.1 设计要求 1) 该机用于加工轴辊螺纹，其结构见下图，上搓丝板安装在机头上，下搓丝板安装在滑块上。加工时，下搓丝板随着滑块作往复运动。在起始（前端）位置时，送料装置将工件送入上、下搓丝板之间，滑块往复运动时，工件在上、下搓丝板之间滚动，搓制出与搓丝板一致的螺纹。搓丝板共两对，可同时搓出工件两端的螺纹。滑块往复运动一次，加工一件。 2) 室内工作，生产批量为5台。 3) 动力源为三相交流380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳。 4) 使用期限为10年，大修周期为3 年，双班制工作。 5) 专业机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。 图1.1: 搓丝机简图 1.2原始技术数据
1.3设计任务 1. 完成搓丝机传动装置总体方案的设计和论证，绘制总体设计原理方案图。 2. 完成主要传动装置的结构设计。 3. 完成装配图1 张（用A0 或A1 图纸），零件图2 张。 4. 编写设计说明书1 份。 二：机械装置的总体方案设计 2.1 拟定传动方案 方案一：
方案二： 根据系统要求可知： 滑块每分钟要往复运动24次，所以机构系统的原动件的转速应为24r/min。以电动机作为原动机，则需要机构系统有减速功能。运动形式为连续转动→往复直线运动。根据上述要求，可采用曲柄滑块机构，该机构有尺寸较小，结构简洁的特点。利用曲柄和连杆共线，滑块处于极限位置时，可得到瞬时停歇的功能。同时该机构能承受较大的载荷。整个搓丝机由电动机、开式齿轮减速器、一级减速器、曲柄滑块机构、最终执行机构组成。如方案一图所示。 其中，r=148.5mm; l=1371.5mm; e=666mm; 最大压力角α=33°; 急回夹角β=7°,急回特性为k=1.081。 采用一级圆柱齿轮减速器，外加开式齿轮减速器，主要优点是结构简单可靠，设计制造，维护方便。
燕山大学 机械设计课程设计说明书题目：带式输送机传动装置 学院（系）：机械工程学院 年级专业： 09级机械设计及理论 学号： 0901******** 学生姓名：乔旋 指导教师：许立忠 教师职称：教授
目录 一、设计任务书.................................................................. 二、传动方案分析................................... .......................... 三、电动机的选择和参数计算........................................ 四、传动零件的设计计算................................................. 五、轴的设计...................................................................... 六、键的选择校核............................................................ 七、轴承的校核................................................................... 八、联轴器的选择及校核................................................ 九、密封与润滑的选择.................................................... 十、减速器附件及说明................................................... 十一、装配三维图........................................................ 十二、设计小结............................................................. 参考资料...................................................................
目录 课程设计任务书 ................................................................................................................ - 1 - GUI方式 ............................................................................................................................... - 3 - 一、打开ANSYS........................................................................................................... - 3 - 二、建立模型.............................................................................................................. - 3 - 1、定义单元类型.................................................................................................. - 3 - 2、定义单元实常数.............................................................................................. - 3 - 3、定义材料特性.................................................................................................. - 3 - 4、定义截面.......................................................................................................... - 3 - 5、建立几何模型.................................................................................................. - 3 - 6、划分网格.......................................................................................................... - 4 - 7、建立弹簧单元.................................................................................................. - 4 - 三、加载求解.............................................................................................................. - 5 - 1、施加位移约束.................................................................................................. - 5 - 2、施加荷载.......................................................................................................... - 6 - （1）计算结构所受荷载................................................................................ - 6 - （2）施加结构所受荷载................................................................................ - 6 - （3）施加重力场............................................................................................ - 7 - 3、求解.................................................................................................................. - 8 - 四、查看计算结果...................................................................................................... - 8 - 1、添加单元表...................................................................................................... - 8 - 2、查看变形图...................................................................................................... - 8 - 3、查看各内力图.................................................................................................. - 9 - 4、查看内力列表.................................................................................................. - 9 - 单元内力表........................................................................................................................ - 11 - APDL方式......................................................................................................................... - 17 -
综合测评系统的分析与设计 目录 第一章需求分析 (2) 一、需求调查 (2) 二、建立用例图 (2) 三、描述用例 (3) 第二章系统分析 (5) 一、寻找系统中的实体类 (5) 二、建立实体类的类图 (7) 三、建立用户界面类的类图 (7) 三、建立交互图 (8) 第三章系统设计 (10) 一、类图的调整与修改 (10) 二、人机界面设计 (10) 三、数据库设计 (14) 第四章系统实现 (15) 一、开发环境 (15) 二、建立数据库 (15)
第一章需求分析 一、需求调查 为贯彻党的教育方针，加强对学生的教育管理，鼓励学生在校期间刻苦学习、奋发向上、德智体全面发展，培养具有较高综合素质的优秀人才，河南科技大学制定了《河南科技大学学生德智体综合测评试行办法》、《河南科技大学优秀学生奖学金评定办法》。根据这两个文件的有关精神，我校每个学期都要对学生进行综合测评，并根据综合测评的结果，评选综合奖学金。由于在校学生较多，传统的手工计算方式难以满足学校日常工作的要求，因此，我校急需开发一个综合测评系统，以提高该项工作的效果和效果。 通过调查，我校综合测评工作的运行过程如下：由学习委员录入本班学生上一学期的各门课程的成绩，计算各个学生的课程成绩的平均分。由团支书录入本班学生上一学期的德育成绩。由体育委员录入本班学生上一学期的体育成绩。德智体三个方面的成绩录入完成后，由班长计算各个学生的综合分，计算公式为：综合分=智育分×70%+德育分×20%+体育分×10%。最后，由辅导员根据综合分评选综合奖学金。 二、建立用例图 从以上需求描述中，我们发现系统中的参与者有：学习委员、团支书、体育委员、班长、辅导员。识别出参与者后，从参与者的角度就可以发现系统的用例，并绘制出系统的用例图，如图1-1所示。
南京理工大学课程设计说明书(论文) 作者:学号：11370108 学院(系):理学院 专业:工程力学 题目:ANSYS实体建模有限元分析 指导者： (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 20 年月日
练习题一 要求： 照图利用ANSYS软件建立实体模型和有限元离散模型，说明所用单元种类、单元总数和节点数。 操作步骤： 拟采用自底向上建模方式建模。 1.定义工作文件名和工作标题 1)选择Utility Menu>File>Change Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM ] Enter new jobname文本框中输入工作文件名learning1，单击OK按钮关闭该对话框。 2)选择Utility Menu>File>Change Title命令，出现Change Title对话框，在[/TITLE] Enter new title文本框中输入0911370108dp,单击OK按钮关闭该对话框。2.定义单元类型 1)选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，出现Element Types对话框，单击Add按钮,出现 Library of Element Types 对话框。 在Library of Element Types 列表框中选择 Structural Solid, Tet 10node 92，在Element type reference number文本框中输入1，单击OK按钮关闭该对话框。 2)单击Element Types对话框上的Close按钮，关闭该对话框。 3.创建几何模型 1)选择Utility Menu>P1otCtrls>Style>Colors>Reverse Video命令，设置显示颜色。
ansys软件实践专业课程设计
CAD/CAE软件实践 课程设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机械10805 序号： 37 姓名：郑雄 指导教师： 起止日期：2011年 2 月 21 日至 3 月 6 日
CAD/CAE软件实践课程设计 第一题（平面问题）： 如图所示零件，所受均布力载荷为q,分析在该作用力下的零件的形变和应力状况，本题简化为二维平面问题进行静力分析，零件材料为Q235。 序号数据（长度单位mm，分布力单位N/cm） A B C D q 37 292 56 162 Ф62280
一、前处理 步骤一创建几何实体模型 1.创建图形。 Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoi nts >in Active CS 输入节点1(0,0) 2(0,150) 3(146,150) 4(292,150) 5（292,94) 6(130,94)点OK Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines> Lines >Straight Line 用光标点1，2点，2,3点，3，4点，4，5点，5，6点连成直结，点Apply；连完点“OK” Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas> Arbitrary >By lines 用光标分别点击各条边，全部点击完毕后点击OK，出现如下图形：
MainMenu>Proprocessor>Modeling>Create>Ar eas>Circle>Solid Circles 输入: WP X=50 输入: WP X=211 WPY=100 WPY=122 RADIUS=31 RADIUS=15 ，将两个圆从图形中除去 MainMenu>Proprocessor>Modeling>Operate >Booleans>Subtract>Areas 弹出对话框后，用光标点基本（即总体），再点
机械设计基础课程设计说明书范例 一、设计任务书 (2) 二、拟定传动方案 (2) 三、选择电动机 (2) 四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 (4) 六、V带传动设计 (5) 七、齿轮传动设计 (7) 八、高速轴轴承的设计 (8) 九、高速轴直径和长度设计 (10) 十、高速轴的校核 (11) 十一、低速轴承的设计 (13) 十二、低速轴直径和长度设计 (14) 十三、低速轴的校核 (15) 十四、键的设计 (17) 十五、箱体的结构设计 (18) 十六、减速器附件的设计 (20) 十七、润滑与密封 (22) 十八、课程设计总结 (23) 十九、参考文献 (23)
定方案 选择电动机 1、电动的类型和 按工作求和工作选用一Y IP44）系列相异步电 它为卧 2、电动 （1）工机所需功w p 1250 1.5010001000w FV p ?=== （2）电机输出功d p η w d p p = 传动装的总效率 5 43221ηηηηη????=式中， 21η、…为 电动机至
卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4[2]查得：V 带传动1η=0.95；滚动轴承2η=0.99；圆柱齿轮传动3η=0.97；弹性连轴器4η=0.99；卷筒轴滑动轴承5η=0.98,则 总效率2 0.950.990.980.990.970.876η=????≈ 故 1.88 2.150.876 w d p p KW η = = ≈ （3）电动机额定功率ed p 依据表20-1[2]选取电动机额定功率 2.2ed p KW = 3、电动机的转速 为了便于选择电动机的转速，先推算电动机转速的可选范围。由表2-1[2] 查得V 带传动常用比为范围,4~2' 1=i 单级圆柱齿轮传动6~3' 2=i 则电动 机转速可选范围为 '''12716~2866/min d w n n i i r == 初选同步转速分别为1000r/min 和1500r/min 的两种电动机进行比较如下表： 结果： 1.88w p kw = 0.876η= 2.2ed p kw =
河南科技大学 课程设计说明书 课程名称应用软件基础 题目平面问题的有限元分析 院系规划与建筑工程学院 班级工程力学091班 学生姓名王亚洲 指导教师梅群 日期2012-09-05 目录
第一章概述 (1) 1、研究问题的目的及内容 (3) 1.1、研究问题的目的 (3) 1.2、研究的内容 (4) 1.3、PLANE82单元介绍 (4) 第二章计算实例分析 (5) 1、问题描述 (5) 2、问题分析 (5) 3、ANSYS求解步骤 (5) 3.1定义工作文件名和工作标题 (5) 3.2设置计算类型 (6) 3.3设置单元类型 (6) 3.4定义材料参数 (6) 3.5生成几何模型 (6) 3.6进行网格划分 (7) 3.7施加均布力、施加约束 (8) 3.8分析计算 (9) 3.9绘制图 (9) 4、问题结果及分析 (11) 5、总结 (11) 参考文献资料 (12) 程序清单 (12)
第一章概述 随着现代工业的不断发展，人们对产品质量的要求逐步提高，传统的产品设计技术目前已远远不能满足产品的功能和市场的要求。而现代设计技术是以电子计算机为手段，以网络为基础，建立在现在管理之上，运用工程设计的新理论、新方法，实现计算机结果最优化，设计过程高效化的设计技术，它是传统设计技术的延伸和发展，它使传统设计技术发生了质的飞跃。有限元法最早可上溯到20世纪40年代。Courant第一次应用定义在三角区域上的分片连续函数和最小位能原理来求解St.Venant扭转问题。现代有限单元法的第一个成功的尝试是在 1956年，Turner、Clough等人在分析飞机结构时，将钢架位移法推广应用于弹性力学平面问题，给出了用三角形单元求得平面应力问题的正确答案。1960年，Clough进一步处理了平面弹性问题，并第一次提出了"有限单元法"，使人们认识到它的功效。有限元法已成为非常普及的数字化分析方法，国际上已发布了众多的有限元分析软件，因此，甚至可以说只要你能够进行工程设计和画图，就可以进行有限元分析。因为在一个自动化程度很高的软件平台基础上，有限元分析完全可以由计算机来自动完成。优化设计英文名是optimization design，从多种方案中选择最佳方案的设计方法。它以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。 有限元方法担当重任，在国民经济建设中发挥了重大作用。经过几十年的发展，有限元法的应用已由弹性力学平面问题扩展到空间问题、板壳问题，由静力平衡问题扩展到稳定问题、动力问题和波动问题。分析的对象从弹性材料扩展到塑性、粘弹性、粘塑性和复合材料等，从固体力学扩展到流体力学、传热学、电磁学、声学等连续介质领域。在工程分析中的作用已从分析和校核扩展到优化设计，并和计算机辅助设计相结合。在短短的几十年里，有限元方法已在机械、航空、航天、船舶、地下建筑、地震、热传导、化学反应中物质的传递和扩散以及流体和结构相互作用等几乎所有的科学技术领域得到了广泛的应用。