机械5

摘要 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。 传动轴是最常件的零件，该零件结构较为简单，操作方便，加工精度高，价格低廉，因此得到了广泛的使用。目前很多传动轴都做了适当的改进，使其适用性得到了更大的提高。 连杆是柴油机的重要构件和主要运动件，其结构形状和受载状况都很复杂。连杆的可靠性和寿命在很大程度上影响着柴油机的可靠性和寿命。对连杆进行的结构分析，国内外已有大量的文献。有限元法是计算力学各种方法中影响最大、应用最广泛的一种数值计算方法，是国内外进行结构分析普遍采用的方法。 本设计是基于ANSYS软件来柴油机连杆进行分析。与传统的计算相比，借助于计算机有限元分析方法能更加快捷和精确的得到结果。设置正确的模型、划分合适的网格，并合理设置求解过程，能够准确的获得分析模型各个部位的应力、变形等结果。对零件的设计和优化有很大的参考作用。 正是因为上述优点，我在本设计中运用PROE来建立三维模型。再将此模型导入ANSYS软件来对其进行分析。 关键词：连杆，三维建模，ANSYS，静态分析 Abstract ANSYS (fi
nite eleme
nt) package is a multi-purpose fi
nite eleme
nt method for computer desig
n program that ca
n be used to solve the structure, fluid, electricity, electromag
netic fields a
nd collisio
n problems. So it ca
n be applied to the followi
ng i
ndustries: aerospace, automotive, biomedical, bridges, co
nstructio
n, electro
nics, heavy machi
nery, micro-electromecha
nical systems, sports equipme
nt a
nd so o
n. Diesel e
ngi
ne co
n
necti
ng rod is the most commo
n a regular part, the part structure is simple, co
nve
nie
nt operatio
n, high precisio
n, low prices, it has bee
n widely used. At prese
nt, ma
ny have made the appropriate Tra
nsmissio
n shaft improveme
nts, it has bee
n greatly e
nha
nced applicability. The co
n
necti
ng rod, importa
nt part a
nd mai
nly movi
ng compo
ne
nt of diesel e
ngi
ne, has complicated structural shape a
nd loadi
ng co
nditio
n .To a large exte
nt, the reliability a
nd usi
ng life of the co
n
necti
ng rod has a great effect o
n diesel e
ngi
ne. At home a
nd abroad, there are masses of literature about structure a
nalysis of the co
n
necti
ng rod. The Fi
nite Eleme
nt Method is o
ne of
numerical calculatio
n methods i
n computatio
nal mecha
nics, which has the biggest i
nflue
nce a
nd is the most widely used method .A
nd also ,it is a
normal way about structure a
nalysis. The desig
n is based o
n ANSYS software to Tra
nsmissio
n shaft by the li
ne of spi
ndle. Compared with the traditio
nal calculatio
n, computer-based fi
nite eleme
nt a
nalysis method ca
n be faster a
nd more accurate results. Set the correct model, dividi
ng the right grid, a
nd set a reaso
nable solutio
n process, a
nalytical model ca
n accurately access the various parts of the stress a
nd deformatio
n results. O
n the part of the desig
n a
nd optimizatio
n has great refere
nce. It is because of these adva
ntages, the use of this desig
n i
n my UG to create three-dime
nsio
nal model Tra
nsmissio
n shaft. The
n this model was i
ntroduced by the ANSYS software to its li
ne of a
nalysis. Key Words: The co
n
necti
ng rod，three-dime
nsio
nal modeli
ng ，ANSYS，static a
nalysis 目录 摘要2 Abstract 3 目录4 第1章绪论6 1.1有限元简介6 1.2有限元特点6 1.3有限元步骤7 1.4有限元发展趋势8 1.4.1与CAD软件的无缝集成8 1.4.2更为强大的网格处理能力8 1.4.3由求解线性问题发展到求解非线性问题9 1.4.4由单一结构场求解发展到耦合场问题的求解9 1.4.5程序面向用户的开放性9 1.5 ANSYS的主要功能10 第2章课题任务和分析方法11 2.1课题的研究背景及意义11 2.2课题任务11 2.3分析方法12 2.4本课题的研究方法12 第3章连杆受拉工况分析13 3. 1问题的简化13 3. 2几何形状的简化13 3. 3计算工况的选择13 3. 4表面载荷的处理14 第4章柴油机连杆研究对象15 4.1柴油机连杆模型研究对象15 4.2柴油机连杆3D模型建立及处理16 4.3边界条件17 第5章柴油机连杆的有限元分析18 5.1有限元分析的基本步骤18 5.2有限元分析过程与步骤18 5.2.1转换模型格式18 5.2.2具体操作步骤如下21 5.2.3后处理图解28 5.2.4总结和柴油机连杆的优化设计分析32 总结与展望33 参考文献34 致谢35 第1章绪论 有限元分析（FEA，Fi
nite Eleme
nt A
nalysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。 1.1有限元简介 有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。