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文本内容:
《飞机结构和强度》课程设计汇报简单刚架结构受力分析专业学号学生姓名所属学院航空工程学院指导老师二一四年12月
一、目标和意义本课题意在探究限元法在分析飞机结构力学相关问题时作用，使我们对有限元法
二、有有个基础了解，并锻炼我们自主分析能力和对有限元分析软件实际操作能力限元分析原理和软件介绍有限元分析原理有限元分析（FEA,Finite ElementAnalysis）利用数学近似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元素，即单元，就能够用有限数量未知量去迫近无限未知量真实系统有限元分析是用较简单问题替换复杂问题后再求解它将求解域看成是由很多称为有限元小互连子域组成，对每一单元假定一个适宜（较简单）近似解，然后推导求解这个域总满足条件（如结构平衡条件），从而得到问题解这个解不是正确解，而是近似解，因为实际问题被较简单问题所替换因为大多数实际问题难以得到正确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应多种复杂形状，所以成为行之有效工程分析手段有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域离散单元有限元概念早在多个世纪前就已产生并得到了应用，比如用多边形（有限个直线单元）迫近圆来求得圆周长，但作为一个方法而被提出，则是最近事有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器结构强度计算，并因为其方便性、实用性和有效性而引发从事力学研究科学家浓厚爱好经过短短数十年努力，伴随计算机技术快速发展和普及，有限元方法快速从结构工程强度分析计算扩展到几乎全部科学技术领域,成为一个丰富多彩、应用广泛而且实用高效数值分析方法ANSYS介绍本文采取ANSYS有限元软件对荷载作用下结构进行分析ANSYS是一个含有高度可靠性结构有限元分析软件,有着四十多年开发和改善历史，作为世界CAE工业标准及最流行大型通用结构有限元分析软件,ANSYS分析功效覆盖了绝大多数工程应用领域,并为用户提供了方便模块化功效选项ANSYS关键功效模块有:结构分析模块、热分析分析模块、磁场分析模块、流体分析模块、声学分析模块等它前后处理系统很强大,能很好地模拟和分析多种工况条件下物体受力状态ANSYS分析通常步骤能够分为以下多个步骤1进入前处理,设定材料属性；2建立构建模型,关键包含
①建立几何模型；
②分配属性；
③有限元模型网格化分；
④施加约束条件及荷载3进入后处理设置和分析程序相关求解程序及参数,并直接递交运算或产生计算文件,比如，确定分析类型静力、动力、非线性等，工况组合和要求输出结果4评价分析结果经过ResultList多个后处理工具,提出数据,ANSYS还提供了实时动画,变形图，X—Y曲线图，云纹图等强大后处理功效
三、基础数据已知钢架是用10号工字钢焊成，其尺寸及载荷情况图所表示，a=
0.20m,P=10KN,惯性矩J=245c值,弹性模量E=
2.1X10A5MPa,泊松比为
0.3查表得10号工字钢高度h=100mm,腿宽度b=68mm,腰厚度d=
4.5mm,平均腿厚度t=
7.6mmo单元定义为beaml88,网格划分为在长度方向上每25mm一格，共64格定义材料为linear isotropic,弹性模量EX=210000,泊松比PRXY=
0.3,不随温度改变NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB=1TIME=1ANSYSUSUM AVGRSYS=0DMX=
115.26SMX=
115.26R
14.5在A点设定约束为全约束JAN2201521:01:12
四、计算结果MX
025.
613451.
226776.
8401102.
45312.
806738.
4264.
033489.
6468115.26总位移图Y方向位移图1NODALSOLUTIONANSYSSTEP=1R
14.5SUB=1TIME=1UYJAN22015AVG20:54:14RSYS=0DMX=
115.26SMN=-
87.3143MN,3XX-
87.3143-
67.9111-
48.5079-
29.1048-
9.70159-
77.6127-
58.2095-
38.8064-
19.4032X方向位移图1ANSYSNODAL SOLUTIONR
14.5STEP=1JAN22015SUB=121:03:55TIME=1UX AVGRSYS=0DMX=
115.26SMX=
75.
2404016.
720133.
440250.
160266.
88038.
3600425.
080141.
800258.
520375.2404ANSYSNODAL SOLUTIONSTEP=1JAN22015SUB=121:06:53TIME=1ROTSUM AVGRSYS=0DMX=
115.26SMX=.152792角度改变量（弧度）.
033954.
067907.
101861.
135815.
016977.
050931.
084884.
118838.152792
五、结论和分析经验证，经过ANSYS计算出结果和理论计算结果存在一定误差，说明模拟实际情况进行分析和理论计算还是有很大差异在有限元模拟分析中杆件已经产生较大变形，而理论分析中变形并不大
六、参考文件《ANSYS有限元分析实用教程》一一李拂晓编著1月第一版
七、本课程学习体会和提议经过这次课程设计，使我对有限元法有了愈加全方面认识，也锻炼了我电脑软件操作能力和自主分析能力在使用软件过程中也碰到了很多困难，如看不懂英语指令、计算结果不对等等，但经过耐心细致寻求错误、查阅资料，我最终还是克服了这些困难，感觉收获颇多
八、软件安装和使用技巧license文件安装十分关键，需要注意地方较多，和之前准备工作也有很大关联，而且是整个安装过程中最初一步，安装时假如失误易造成软件无法使用在有限元分析中适宜网格划分是很关键，划分不合理会造成很多问题网格划分太稀疏会造成计算不正确，无法得到正确结果；网格划分太密集又会使计算量增大，影响工作效率还有正确根据需求定义单元能够使计算结果更为正确最终，现今优异大型有限元分析软件全部是全英文，这对我们英语能力也是一个考验。
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