大型工程分析软件及应用课程设计.doc

辽宁工程技术大学课 程 设 计课 程大型工程分析软件及应用题 目工作台在简谐荷载下的响应院 系力学与工程学院专业班级工程力学09-2班学生姓名辛利伟 杨依舒 于颖嘉 张健儒 张佟学生学号25-312012年 6月 29日 力学与工程学院课程设计任务书课程 大型工程分析软件及应用课程设计题目 工作台在简谐荷载下的响应专业 工程力学 姓名 辛利伟，杨依舒，于颖嘉，张健儒，张佟 设计报告目 录第1章 概 述- 3-1.1课程设计的意义、目的- 3 -1.2课程设计研究的内容- 3 -第2章 ANSYS详细设计步骤- 3 -2.1问题分析- 3 -2.2 基于ANSYS分析的简要步骤- 4 -第3章 设计结果及分析- 10 -3.1 设计结果- 10 -3.2结论- 11 -结论- 11 -参考文献-11 -第一章 概述 1.1课程设计的目的，意义目的：通过完成课程设计中的工程应用分析，逐渐培养学根据课堂讲授内容，学生做相应的自主练习，消化课堂所讲解的内容；通过调生的应用ANSYS的能力、用计算机解决实际问题的能力。意义：课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实际应用能力的重要环节。是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新月异，ANSYS已经成为当前计算机应用中空前活跃的领域，它可应用于以下工业领域： 航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。因此，对于二十一世纪的大学来说，掌握ANSYS应用是非常重要的。课程设计的过程也是理论与实际相结合的过程，是一个对ANSYS加深理解的过程。1.2课程设计研究的内容图1所示工作台，台中心安装有一个电机，电机转子偏心，转动中形成简谐激励。平台参数：1*2*0.02 单位：m；电机 ：m = 99kg，重心高出台面0.1m,，频率范围：010Hz，幅值：Fx=100N，Fz=100N，z方向初相位滞后x方向90度； 桌腿： 截面积：2*10-4m2，惯性矩2*10-8m4，宽度0.01m，高度0.02m。桌子的物理参数：杨氏模量20GPa ,泊松比 0.3，密度7800kg/ m3计算工作台在激励下的响应。ZYX图1 工作台构造本组课程设计主要研究对象是工作台在简谐载荷下的响应。通过对问题的分析，确定使用ANSYS中的谐响应分析模块来对此问题进行解答。并对结果做分析。第二章 ANSYS详细设计步骤2.1问题分析本问题正是动力学分析的响应问题，所以我们用ANSYS对其分析。任何持续的周期载荷将在线性结构系统中产生持续的周期响应（谐响应）。谐响应分析是用用于确定线性结构在承受随时间按正弦（简谐）规律变化的载荷时的稳态响应的一种技术。分析的目的是计算结构在几种频率下的响应并得到一些响应值（通常是位移）对频率的曲线。从这些曲线上可以找到峰值响应，并进一步观察峰值频率对应的应力。该技术只计算结构的稳态受迫振动，而不考虑发生在激励开始时的瞬态振动。谐响应分析使设计人员能预测结构的持续动力特性，从而时设计人员能够验证其设计能否成功的克服共振，疲劳，及其他受迫振动引起的有害效果。 2.2基于ANSYS分析的简要步骤(1）启动ANSYS，进入ANSYS界面(2）定义工作文件名GUI: Utility MenuFileChange Jobname (3)定义分析标题GUI：Utility MenuFileChange title(4)重新显示GUI：Utility MenuFilePlotReplot(5）定义单元类型GUI：Utility MenuPreocessorElement TopyAdd/Edit/Delete(6)定义实常数GUI：Utility MenuPreocessorReal ConstantsAdd/Edit/Delet(7)定义材料参数GUI：Utility MenuPreocessorMaterialPropsMaterial Models(8)定义矩形在弹出的对话框中输入相应参数，单击OK（9）创建关键点在弹出的菜单中输入关键点编号为5，坐标 （0,0，-1），单击apply重复操作。（10）关闭三角坐标符号在弹出的对话框中的“location of triad”后面的下拉列表中选择not show,单击OK.(11)显示在弹出的对话框中点击LSO，则几何模型以等轴测显示。（12）几何因素。（13）编号显示关键点在弹出的对话框中选择keypoint numbers处于 NO ,点击OK.(14)生成直线弹出一个拾取器窗口，在图形区域依次拾取关键点单击OK。（15）定义单元尺寸在弹出窗口的element edgelength的后面输入单元尺寸大小。（16）划分面网格弹出一个拾取框，在图形窗口中用鼠标选取举行面。（17）存盘（18）定义梁单元弹出一个对话框meshing attributes对话框，在elemengt type number后面的下拉菜单中选取2BEAM4在P而阿里constant set number后面的下拉彩电中选取2.（19）编号显示线在弹出的对话框中选择line number处于NO.(20)对线划分网格弹出一个拾取框，在绘图区域拾取L5，L6,L7,L8四条线。（21）存盘（22）生成节点在弹出对话框中输入节点编号。（23）选择质量单元弹出一个对话框，在element topy number后面下拉菜单中选择3MASS21，在reaL constant set number后面下拉才点钟选择3.（24）显示面板的前视图在弹出的对话框中单击FRONT.(25)直接生成单元弹出一个拾取框，在绘图区域面网格的中心区域拾取节点500.（26）指定钢化区域弹出一个拾取框，在图形区域拾取编号为500的质量节点。在500的附近又拾取136,138，154，156节点。又弹出一个对话框，接受其默认设置。（27）指定分析类型在弹出的对话框中选择MODAL.（28）设置Block Lanczos法弹出Modal analysis 对话框。选择Block Lanczos选项。（29）等轴测显示在弹出的对话框中单击Lso,则几何模型以轴测图显示。（30）施加约束弹出一个拾取框，在图中拾取节点232，242，252，262即四根梁的端部。单击OK在弹出的对话框中选择ALL DOF，单击OK。(31)显示单元（32）计算求解求解完成后单击CLOSE(33)设置谐响应分析类型在弹出的对话框同时弹出的警告框，在对话框中选择Harmonic,单击OK。单击对话框中的CLOSE.（34）指定阻尼在弹出的对话框的Mass matrix multiplier后面输入5.（35）施加载荷弹出一个拾取框，在图形区域拾取节点500，单击OK，在弹出的对话框中的Direction of force/mom后面选择FX，在Real part of force/mom后面输入100，在Imag part of force/mom后面输入0，单击APPLY。又出现第二个拾取框，拾取节点500 单击OK，又弹出一个同样的对话框，在其中Direction of force mom(36)求解会弹出一个对话框和一个信息框，关闭信息框，单击对话框中的OK。又弹出一个对话框和一个警告框，单击对话框中的YES，不理会警告框，求解完成后，警告框中会提示求解完成，单击CLOSE.(37)存档（38）定义变量弹出一个对话框，单击Add,又弹出一个对话框，接受默认选项，单击OK，弹出一个拾取框，拾取节点，500，单击OK，又弹出对话框，在Use-soecified label的后面输入UX，在右边的滚动栏中选择Translation UX,单击OK. （39）重复上述过程。（40）再次重复上述过程，选择UZ，Translation UZ.(41)设置栅格显示弹出对话框，在Type of grid后面下拉菜单中选择X and Y line,单击OK。（42）显示图形结果弹出所示对话框。在1st variable to graph 处输入2，在2nd variable处输入3，在3rd variable处输入4，单击OK。生成结果。（43）存盘 推出第三章 设计结果及分析3.1设计结果3.2结论：当电机转动频率在4rad/s时，振动台在X方向上振幅最大；Y方向上随电机振动频率的提高振幅逐渐增大；因为Z方向不受激振力的影响，所以振幅一直为零。综上分析得出：设计时电机的转动频率不宜过高，在7-8rad/s为宜。参考文献工程结构分析-ANSYS应用- 11 -力学与工程学院课程设计成绩评价表课程名称大型工程分析软件及应用课程设计题目名称工作台在简谐荷载下的响应序号学生姓名完成具体工作总分满分评分 1（组长）辛利伟分析问题并用ANSYS求解152杨依舒分析问题并写报告153于颖嘉用ANSYS求解并写报告154张健儒分析问题和写报告书15