基于ansys的切削加工受力分析開(kāi)題報(bào)告.doc

本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告題目名稱：基于ansys的切削加工受力分析學(xué)生姓名專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師姓名所學(xué)專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化職稱副教授/助教完成期限一、選題的目的意義隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得有限元法有著突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，有限元法也被用于計(jì)算機(jī)輔助制造中。有限元法解決彈性力學(xué)平面問(wèn)題是借助于計(jì)算機(jī)進(jìn)行的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法它分為三大步,結(jié)構(gòu)離散化、單元分析和整體分析。本課題旨在研究彈性力學(xué)平面問(wèn)題的有限元理論分析，通過(guò)計(jì)算給出理論解，對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行ANSYS分析，將有限元分析的理論解與ANSYS分析得出的數(shù)值解進(jìn)行比對(duì)，從而達(dá)到系統(tǒng)的學(xué)習(xí)彈性力學(xué)、有限元法以及ANSYS工程應(yīng)用軟件的目的。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀A(yù)NSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國(guó)ANSYS開(kāi)發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Pro/Engineer,NASTRAN,Alogor,IDEAS,AutoCAD等。是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級(jí)CAE工具之一。ANSYS有限元軟件包是一個(gè)多用途的有限元法計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序，可以用來(lái)求解結(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場(chǎng)及碰撞等問(wèn)題。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域：航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、微機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)器械等。ANSYS軟件提供的分析類型有結(jié)構(gòu)靜力分析、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)非線性分析、動(dòng)力學(xué)分析、熱分析、電磁場(chǎng)分析、流體動(dòng)力學(xué)分析、聲場(chǎng)分析、壓電分析等9類，軟件主要包括三個(gè)部分：前處理模塊，分析計(jì)算模塊和后處理模塊。前處理模塊提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型。ANSYS的前處理模塊主要有兩部分內(nèi)容：實(shí)體建模和網(wǎng)格劃分；分析計(jì)算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場(chǎng)分析、聲場(chǎng)分析、壓電分析以及多物理場(chǎng)的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來(lái)，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。對(duì)于有限單元法的解法而言，從求解問(wèn)題的性質(zhì)上可以歸結(jié)為三類，即獨(dú)立于時(shí)間的平衡問(wèn)題（或穩(wěn)態(tài)問(wèn)題）、特征值問(wèn)題、依賴于時(shí)間的瞬態(tài)問(wèn)題。這三類問(wèn)題，從方程自身性質(zhì)考慮，還存在對(duì)應(yīng)的非線性情形，非線性可以是由材料性質(zhì)，變形狀態(tài)和邊界接觸條件引起的，分別成為材料、幾何、邊界非線性。三、主要研究?jī)?nèi)容（1）通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍，提出彈性力學(xué)平面問(wèn)題，包括基本方程和公示，并且給出用有限元法解答彈性力學(xué)平面問(wèn)題的步驟；（2）進(jìn)行ANSYS軟件的實(shí)際操作，列出ANSYS提供的用于分析各種平面問(wèn)題的平面單元類型，給出彈性力學(xué)平面問(wèn)題的有限元數(shù)值仿真分析的流程。（3）選取實(shí)際算例，應(yīng)用各種單元類型對(duì)其進(jìn)行有限元分析，計(jì)算理論解；應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真與數(shù)值模擬技術(shù)，基于ANSYS軟件對(duì)該算例進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)比對(duì)分析討論理論解與數(shù)值解之間的關(guān)系，以及選用單元類型的不同對(duì)實(shí)際計(jì)算結(jié)果的影響。四、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的研究方法或技術(shù)路線1）查閱資料：通過(guò)對(duì)近年來(lái)金屬切削受力問(wèn)題的有限元分析等論文、書(shū)籍的查閱總結(jié)，了解有限單元法的基本步驟和應(yīng)用范圍。2）選取算例：選取金屬切削受力問(wèn)題的實(shí)際算例加以有限元分析，應(yīng)用各種單元類型進(jìn)行計(jì)算，得出不同單元類型下的理論解，并給出匯總。3）計(jì)算機(jī)仿真：應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)所選取的金屬切削受力問(wèn)題實(shí)際算例建模，進(jìn)行網(wǎng)格剖分求解，對(duì)數(shù)值解與理論解相比較，得出有價(jià)值的單元類型選取對(duì)實(shí)際結(jié)果影響的分析。五、主要參考文獻(xiàn)與資料1張朝暉.ANSYS8.0結(jié)構(gòu)分析及實(shí)例解析M.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.32鄧凡平.ANSYS10.0有限元分析自學(xué)手冊(cè)M.人民郵電出版社，2007.13安承業(yè).機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)M.天津大學(xué)出版社，1999.14SaeedMoaveni.有限元分析-ANSYS理論與應(yīng)用M.電子工業(yè)出版社，2008.15劉鴻文.材料力學(xué)M.高等教育出版社，2004.16張方瑞.ANSYS8.0應(yīng)用基礎(chǔ)與實(shí)例教程M.電子工業(yè)出版社，2006.97陳精一.ANSYS工程分析實(shí)例教程M.中國(guó)鐵道出版社，2006.58刑靜忠.有限元基礎(chǔ)與ANSYS入門M.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.119李黎明.ANSYS有限元分析實(shí)用教程M.清華大學(xué)出版社，2005.110張朝暉.ANSYS11.0結(jié)構(gòu)分析工程應(yīng)用實(shí)例解析M.機(jī)械工業(yè)出版社，2008.311陳志剛，周里群.基于ANSYS的金屬切削過(guò)程有限元仿真J.鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具，2007（1）12張春來(lái).金屬斜角切削過(guò)程的ANSYS數(shù)值仿真J.機(jī)床與液壓，2007.113仇亞萍，黃俐軍，馮立飛.基于ANSYS的有限元網(wǎng)格劃分方法J.機(jī)械管理與開(kāi)發(fā)，2007.1214張春來(lái)，黃斌.ANSYS軟