基于ansys的切削加工受力分析开题报告.doc

本科生毕业论文（设计）开题报告题目名称：基于ansys的切削加工受力分析学生姓名专业机械设计制造及其自动化学号指导教师姓名所学专业机械设计制造及其自动化职称副教授/助教完成期限一、选题的目的意义随着计算机技术的发展，使得有限元法有着突飞猛进的进展。结合计算机辅助设计技术，有限元法也被用于计算机辅助制造中。有限元法解决弹性力学平面问题是借助于计算机进行的一种现代设计方法它分为三大步,结构离散化、单元分析和整体分析。本课题旨在研究弹性力学平面问题的有限元理论分析，通过计算给出理论解，对此问题进行ANSYS分析，将有限元分析的理论解与ANSYS分析得出的数值解进行比对，从而达到系统的学习弹性力学、有限元法以及ANSYS工程应用软件的目的。二、国内外研究现状ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer,NASTRAN,Alogor,IDEAS,AutoCAD等。是现代产品设计中的高级CAE工具之一。ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此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。ANSYS软件提供的分析类型有结构静力分析、结构动力学分析、结构非线性分析、动力学分析、热分析、电磁场分析、流体动力学分析、声场分析、压电分析等9类，软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型。ANSYS的前处理模块主要有两部分内容：实体建模和网格划分；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。对于有限单元法的解法而言，从求解问题的性质上可以归结为三类，即独立于时间的平衡问题（或稳态问题）、特征值问题、依赖于时间的瞬态问题。这三类问题，从方程自身性质考虑，还存在对应的非线性情形，非线性可以是由材料性质，变形状态和边界接触条件引起的，分别成为材料、几何、边界非线性。三、主要研究内容（1）通过查阅相关书籍，提出弹性力学平面问题，包括基本方程和公示，并且给出用有限元法解答弹性力学平面问题的步骤；（2）进行ANSYS软件的实际操作，列出ANSYS提供的用于分析各种平面问题的平面单元类型，给出弹性力学平面问题的有限元数值仿真分析的流程。（3）选取实际算例，应用各种单元类型对其进行有限元分析，计算理论解；应用计算机仿真与数值模拟技术，基于ANSYS软件对该算例进行计算，通过比对分析讨论理论解与数值解之间的关系，以及选用单元类型的不同对实际计算结果的影响。四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线1）查阅资料：通过对近年来金属切削受力问题的有限元分析等论文、书籍的查阅总结，了解有限单元法的基本步骤和应用范围。2）选取算例：选取金属切削受力问题的实际算例加以有限元分析，应用各种单元类型进行计算，得出不同单元类型下的理论解，并给出汇总。3）计算机仿真：应用ANSYS软件对所选取的金属切削受力问题实际算例建模，进行网格剖分求解，对数值解与理论解相比较，得出有价值的单元类型选取对实际结果影响的分析。五、主要参考文献与资料1张朝晖.ANSYS8.0结构分析及实例解析M.机械工业出版社，2005.32邓凡平.ANSYS10.0有限元分析自学手册M.人民邮电出版社，2007.13安承业.机械制造工艺基础M.天津大学出版社，1999.14SaeedMoaveni.有限元分析-ANSYS理论与应用M.电子工业出版社，2008.15刘鸿文.材料力学M.高等教育出版社，2004.16张方瑞.ANSYS8.0应用基础与实例教程M.电子工业出版社，2006.97陈精一.ANSYS工程分析实例教程M.中国铁道出版社，2006.58刑静忠.有限元基础与ANSYS入门M.机械工业出版社，2004.119李黎明.ANSYS有限元分析实用教程M.清华大学出版社，2005.110张朝晖.ANSYS11.0结构分析工程应用实例解析M.机械工业出版社，2008.311陈志刚，周里群.基于ANSYS的金属切削过程有限元仿真J.凿岩机械气动工具，2007（1）12张春来.金属斜角切削过程的ANSYS数值仿真J.机床与液压，2007.113仇亚萍，黄俐军，冯立飞.基于ANSYS的有限元网格划分方法J.机械管理与开发，2007.1214张春来，黄斌.ANSYS软