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基于ansys的连杆机构的有限元分析

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更新时间：2014-06-29
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基于ansys的连杆机构的有限元分析
目录

摘要 1
Abstract 2
第一章分析方法和研究对象 3
1.1 有限单元法的概述 3
1.1.1 有限单元法的历史 4
1.1.2 有限单元法的基本概念 4
1.2 ANSYS软件简介 4
1.2.1 ANSYS主要应用领域 4
1.2.2 ANSYS操作界面 5
1.2.3 ANSYS的主要功能 6
1.2.4 ANSYS主要特点 7
1.3 曲柄滑块机构简介 7
1.3.1 曲柄滑块定义 8
1.3.2 曲柄滑块机构特性应用以及分类 8
第二章曲柄滑块机构的求解 10
2.1 曲柄滑块机构的问题描述 10
2.2 曲柄滑块机构问题的图解法 10
2.2.1 图解法准备工作 11
2.2.2 图解法操作步骤 11
第三章有限元瞬态动力学概述 14
3.1 有限元瞬态动力学定义 14
3.2 瞬态动力学问题求解方法 14
3.2.1 完全法 14
3.2.2 模态分析法 14
3.2.2 缩减法 15
3.1 有限元结构静力学分析基本概念 15
3.1 有限元结构静力学分析步骤 16
第四章曲柄滑块的有限元瞬态动力学分析 17
4.1 曲柄滑块机构瞬态简要概述 17
4.2曲柄滑块有限元瞬态动力学分析步骤 18
4.2.1 定义工作名和参量 18
4.2.2 创建单元类型和属性 18
4.2.3 建立模型 20
4.2.4进入求解器设置 22
4.2.5 定义约束 23
4.2.6 求解 24
4.2.7 后处理 24
4.2.8 查看、分析结果得出结论 25
第五章连杆的结构静力学有限元分析 27
5.1连杆机构静力学分析步骤 27
5.1.1 前处理 27
5.1.2 施加约束和载荷并求解 33
5.1.3 后处理 33
总结与展望 36
参考文献 37
致谢 38
附录1 39
附录2 55

连杆机构的有限元分析

摘要：

基于ansys的有限元分析是一个功能强大的通用有限元分析软件，目前广泛的用于船舶，汽车，航天航空，土木工程，机械制造及其科学研究领域。这款软件从最初的只能在大型机上使用、仅仅提供热分析的和线性结构分析功能的批处理程序，发展成一个融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的可在大多数计算机及操作系统中运行的大型通用有限元分析软件。
连杆机构是是工程中常见的一种机构，其中曲柄滑块机构是连杆机构的一种，应用十分广泛，比如在柴油机上的应用。随着工程科技的发展，对其精度也有很搞得要求。
本课题是基于ansys软件对曲柄滑块机构进行瞬态动力学分析，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并且精确地得到结果，设置正确的参数，创建合理的单元类型，设置合理的求解过程，能够准确的得出分析模型的正确求解值，对机构的设计和优化有很大的帮助。
当然在分析过程中也会存在结果误差，ansys分析值与理论值有差异的原因可能是对曲柄滑块机构进行分析时输入的弹性模量，泊松比的相关参数等对分析结果有一定的影响。

关键词：连杆机构；曲柄滑块机构；有限元法；ANSYS；瞬态动力学分析
The finite element analysis of link mechanism
Abstract：
Ansys ( finite element analysis) is a powerful general-purpose finite element analysis software. Currently, it is widely used in shipbuilding, automotive, aerospace, civil engineering, machinery manufacturing and scientific research. Initially, it can only be using on the mainframe and provides thermal analysis and linear structural analysis capability, but now， It has developed into a financial structure, fluid, electric field, magnetic field, sound field analysis in one can run on most computer and operating system in the large-scale general finite element analysis software.
Connecting rod mechanism is a common mechanism, the slider crank mechanism is an extension of link mechanism, a wide range of applications, such as in a diesel engine. With the development of engineering technology ,the accuracy is also very make requirements.
Topic is on the slider crank mechanism was analyzed based on the ANSYS software, and compared with the traditional calculation, With the help of computer finite element analysis method can more quickly and accurately obtain results, set the correct parameters, create the appropriate element type, set the solving process is reasonable, can accurately obtain the correct solution analysis model, the design and optimization of the organization has a great help.
Of course, the error will exist in the analysis process, ansys analysis is due to a difference can be input to the analysis of the elastic modulus of crank slide mechanism and the theoretical value, the Poisson's ratio of the relevant
parameters have a certain effect on the analysis results.

Keywords: link mechanism; Slider crank mechanism; Transient dynamic analysis
...

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