有限元分析开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告本课题的目的意义（研究性课题应阐明国内外研究概况）本课题的目的及意义：在大力推广CAD技术的今天，从自行车到航天飞机，所有的设计制造都离不开有限元分析计算，FEA在工程设计和分析中将得到越来越广泛的重视。本课题目的意义是培养解决实际工程设计问题的基本能力；培养使用计算机进行工程设计计算和CAD制图的专业能力。复习巩固所学的理论知识，培养综合运用所学基础知识和专业知识解决实际问题的能力；掌握三维建模的能力和有限元分析的方法和能力，掌握三维造型软件和有限元分析软件之间的接口技术和数据传递问题；学会使用专业工具书、学会查阅专业文献，并具备一定的阅读外文资料的能力，了解车辆技术发展新动态，并学会进行创新设计。本课题国内外研究概况：国内发展状况：1979年美国的SAP5线性结构静、动力分析程序向国内引进移植成功，掀起了应用通用有限元程序来分析计算工程问题的高潮。这个高潮一直持续到1981年ADINA非线性结构分析程序引进，一时间许多一直无法解决的工程难题都迎刃而解了。大家也都开始认识到有限元分析程序的确是工程师应用计算机进行分析计算的重要工具。但是当时限于国内大中型计算机很少，大约只有杭州汽轮机厂的Siemens7738和沈阳鼓风机厂的IBM4310安装有上述程序，所以用户算题非常不方便，而且费用昂贵。PC机的出现及其性能奇迹般的提高，为移植和发展PC版本的有限元程序提供了必要的运行平台。可以说国内FEA软件的发展一直是围绕着PC平台做文章。在国内开发比较成功并拥有较多用户（100家以上）的有限元分析系统有大连理工大学工程力学系的FIFEX95、北京大学力学与科学工程系的SAP84、中国农机科学研究院的MAS5.0和杭州自动化技术研究院的MFEP4. 0等。国外发展状况：国外早在60年代初就开始投入大量的人力和物力开发有限元分析程序，但真正的CAE软件是诞生于70年代初期，而近15年则是CAE软件商品化的发展阶 段，CAE开发商为满足市场需求和适应计算机硬、软件技术的迅速发展，在大力推销其软件产品的同时，对软件的功能、性能，用户界面和前、后处理能力，都进 行了大幅度的改进与扩充。这就使得目前市场上知名的CAE软件，在功能、性能、易用性、可本课题的目的意义（研究性课题应阐明国内外研究概况）靠性以及对运行环境的适应性方面，基本上满足了用户的当前需求， 从而帮助用户解决了成千上万个工程实际问题，同时也为科学技术的发展和工程应用做出了不可磨灭的贡献。目前流行的CAE分析软件主要有NASTRAN、 ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、MAGSOFT、COSMOS等。MSC-NASTRAN软件因为和NASA的特殊关系，在航空航天领域有着很高 的地位，它以最早期的主要用于航空航天方面的线性有限元分析系统为基础，兼并了PDA公司的PATRAN，又在以冲击、接触为特长的DYNA3D的基础上 组织开发了DYTRAN。近来又兼并了非线性分析软件MARC,成为目前世界上规模最大的有限元分析系统。ANSYS软件致力于耦合场的分析计算，能够进 行结构、流体、热、电磁四种场的计算，已博得了世界上数千家用户的钟爱。ADINA非线性有限元分析软件由著名的有限元专家、麻省理工学院的 K.J.Bathe教授领导开发，其单一系统即可进行结构、流体、热的耦合计算。并同时具有隐式和显式两种时间积分算法。由于其在非线性求解、流固耦合分 析等方面的强大功能，迅速成为有限元分析软件的后起之秀，现已成为非线性分析计算的首选软件。研究对象与方法或设计的基本条件（参数）及设计依据的标准、规范研究对象：QAY125全地面起重机转向系统。研究方法：1. 创建有限元模型。包括：(1)创建或读人有限元模型；(2)定义材料属性；(3)划分网格（节点及单元）2. 施加载荷并求解。施加载荷及载荷选项、设定约束条件，然后求解。3. 查看结果。查看分析结果，然后检验结果(分析是否正确)。本课题的主要内容、重点解决的问题本课题的主要内容：1. 利用ANSYS平台建立转向摇臂的原始模型，模型各部分结构尺寸和实际结构的尺寸应力求相符，以保证计算结果的准确性。2. 指示ANSYS软件按照制定的单元大小和形状对几何体进行网格划分产生节点和单元。有限元网格的划分过程包括三个步骤：步骤一：定义单元属性。包括指定单元类型、分配实常数、分配材料属性等。步骤二：设置网格控制。步骤三：生成网格。3. 对几何模型进行离散化，得到离散化后的转向摇臂模型。在计算分析过程中，根据转向摇臂的实际结构和承载情况，采用ANSYS静力分析中的结构分析模块。4. 模型离散化后，根据摇臂的实际受力情况对模型施加约束。之后对摇臂施加载荷。5. 分析计算结果，得出结论。重点解决的问题：1. 如何创建有限元模型。2. 如何对模型进行加载及求解。本课题欲达到的目的或预期研究的结果本课题的目的：1. 掌握三维建模的能力和有限元分析的方法和能力，掌握三维造型软件和有限元分析软件之间的接口技术和数据传递问题。2. 掌握工程设计技术和科学研究的基本方法，学会调查研究、查阅技术文献、资料、 手册、工具书等。预期研究的结果：1. 获得转向机构的三维模型和相应的总装图，对转向摇臂进行有限元分析，并得到转向摇臂的结构强度和刚度分析结果。2. 详细的计算说明书一份，毕业设计图纸一套（折合0#图纸1张）。计 划 进 度时 间工 作 内 容备 注1.202.242.253.243.253.264.34.215.245.246.16.26.36.66.96.13调研、收集资料、工作计划、翻译外文资料。毕业实习、撰写毕业设计开题报告并确定总体方案。上交毕业设计开题报告和毕业实习有关内容。学习有限元分析的文献，掌握有限元理论，完成三维模型向有限元软件中的数据传送及其有限元模型处理的初步工作。完成转向杆系转向摇臂的有