目录。绪论3一。 有限元方法和优化方法的选择4
二。 外伸梁梁受力分析4
2.1 工程问题4
2.2 解析法求解4
2.3 有限元计算说明6
2.4 结果分析18
2.4.1 有限元结果18
2.4.2 分析方法结果18
2.4.3 结果比较与结论18
三。 **分割法19
3.1 **分割法简介19
3.2 **分割法计算框图19
3.3 问题与结果19
附录20参考文献22
绪论。ansys软件是一个功能强大而灵活的设计分析软件包。该软件可运行于从pc机，nt工作站，unix工作站直至巨型机的各类计算机及操作系统中，数据文件在其他所有的产品系列和工作平台上兼容。
ansyn在pc机上生成的模型同样可运行在巨型机上，这样就保证了所有的ansys用户的多领域，多变工程的问题。
有限元法是依赖于计算机软硬件技术的一种数字模拟技术。由于这种方法的有效性，其理论与应用发展非常迅速。有限元法的应用已从固体力学发展到流体力学、热力学、电磁学、声学、光学、生物学等多项耦合场问题。
有限单元法在某种程度上可以取代实验，从而加快了设计或者研究问题的进度，大大提高了其安全性、可靠性和经济性，为工业技术的进步起到了巨大的推动作用，常用有限元分析软件有ansys等。
有限元法原理是将连续的求解域离散为一组单元的组合体，用在每个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数，近似函数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的数值插值函数来表达。从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。
有限元分析计算的基本思想：物体离散化，单元特性分析，选择位移模式，分析单元的力学性质，计算等效节点力，单元组集，求解未知节点位移。
用有限元分析计算所获得的结果只是近似的。如果划分单元数目非常多而又合理，则所获得的结果就与实际情况相符合。
有限元分析法的应用使设计水平发生了质的飞跃，在机械工程领域主要表现在以下几个方面：
1. 增加设计功能，缩短设计和分析的循环周期，减少设计成本，增加产品和工程的可靠性；
2. 采用优化设计，降低材料的消耗或成本；
3.在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题，模拟各种试验方案，减少试验时间和经费，；
4. 进行机械事故分析，查找事故原因。
这次课程设计使用有限元法对外伸梁进行分析，与解析法做对比；用**分割法解决最优解问题。
一。有限元方法和优化方法的选择。
有限元问题：外伸梁利用ansys软件进行分析。
优化问题：利用**分割法解决最优解问题。
二。 外伸梁受力分析。
2.1 工程问题。
有一外伸梁结构如下图所示，外伸梁上均布载荷的集度为q=3kn/m，集中力偶m=3kn/m，对该梁进行分析，画出弯矩图和剪力图（高等教育出版社刘鸿文编材料力学i第121页例4.4
已知参数：
材料特性：弹性模量 e=2.07gpa
边界条件：此问题的边界条件为位移边界条件。
a处的约束条件是固定铰支，限制了x方向和y方向两个自由度，即 ux=0,uy=0。
b处的约束条件是滑动铰支，限制了y方向一个自由度，即uy=0。
2.2解析法求解。
由静力平衡方程。
m=0 —6xf—m+qx6x5 = 0
m=0 fx6 –m—qx4x2—qx2x1 = 0
求得支反力为。
f= 14.5 kn
f= 3.5 kn
以梁的左端为坐标原点，选取坐标系如图所示。梁在ca,ad,db三段内，剪力和弯矩不能用同一方程式来表示，应分段考虑。
在ca段内，fs（x）= qx = 3x (0
m（x）=–1/2qx·x = 3/2x·x (0≤x≤2mb)
在ad段内，fs（x）= fa – qx = 14.5– 3x (2m≤x≤6mc)
m（x）= fa （x–2）–1/2qx·x = 14.5(x–2) –3/2x·x ( 2≤x <6m) (d)
m(x)是x的二次函数，根据极值条件可得。
14.5–3x=0,
解得x=4.82m,亦在这一截面上，弯矩为极值。代入（d）式得ad段内的最大弯矩为 m=6.04kn·m。
在db段内，fs（x）= f=–3.5kn （6m≤x< 8m）
m（x）= f（8–x）=3.5(8–x) (6m< x≤ 8m)
依照剪力方程和弯矩方程，分段作剪力图和弯矩图。从图中看出，沿梁的全部长。
度，最大剪力为fsmax=8.5kn,最大弯矩为mmax=7kn·m。
2.3有限元计算说明。
将梁划分为16个单元，17个节点，用beam3来建立单元，进行静力学分析。
交互式的求解过程。
1.创建节点。
1）创建梁的各个节点。
main menu：preprocessor→modeling→create→node→in active cs。
在创建节点窗口内，在node后的编辑框内输入节点号1，并在x，y，z后的编辑框内输入0，0，0作为节点1的坐标值。
按下该窗口内的apply按钮。
输入节点号17，并在x，y，z后的编辑框内输入8，0，0作为节点17的坐标值。
按下ok按钮。
main menu：preprocessor→-modeling-create→node→fill between nds。
在图形窗口内，用鼠标选择节点1和17。
按下fill between nds窗口内的apply按钮。
按下ok按钮，完成在节点1到节点17之间节点的填充。
2）显示各个节点。
utility menu：plotctrls→numberings
将node numbers项设置为on。
utility menu：plot→nodes
utility menu：list→nodes
对出现的窗口不做任何操作，按下ok按钮。
浏览节点信息后，关闭该信息窗口。
2．定义单元类型和材料特性。
1）定义单元类型。
main menu：preprocessor→element type→add/edit/delete
按下element type窗口内的add按钮。
在单元类型库中，选择左侧列表中的beam单元家族，及右侧列表中2d elastic 3类型。
按下ok按钮完成选择。
按下close按钮关闭element type窗口。
2）定义材料特性。
main menu：preprocessor→material props→material models。
在材料定义窗口内选择：structural→linear→elastic→isotropic。
在ex后的文本框内输入数值207e5作为弹性模量。
按下ok按钮完成定义。
3）定义几何参数。
main menu：preprocessor→real constants→add/edit/delete。
按下real constants for element type窗口内的ok按钮。
依次输入1，1，0.02088，0.5。
按下ok按钮完成定义。
按下real constants窗口内的close按钮。
3．创建单元。
1）创建单元。
main menu：preprocessor→create→elements→auto-numbered→thru nodes。
在图形窗口内，用鼠标点选节点1和2。
按下按下ok按钮完成单元1的定义。
main menu：preprocessor→model→copy→elements→auto-numbered。用光标选择单元1，然后点apply。
现代机械设计课程设计书
一 机械设计课程设计任务书2 二 电动机的选择计算2 三 传动比的分配及转速校核4 四 减速器各轴转速，功率，转矩的计算4 五 齿轮传动的设计5 一 高速级齿轮传动设计计算6 一 按齿面接触强度设计6 二 按齿根弯曲强度设计7 二 几何尺寸计算9 三 低速级齿轮传动设计计算11 一 选定齿轮类型 精...
机械设计课程设计
1高速轴设计 材料 选用45号钢调质处理。查课本第230页表14 2取c 100。各轴段直径的确定 根据课本第230页式14 2得 又因为装小带轮的电动机轴径，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且所以查手册第9页表1 16取。l1 1.75d1 3 60。因为大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所...
机械设计课程设计
带式输送机传动装置分析如下图 输送带工作拉力f 7kn 输送带工作速度v 1.1m s 滚筒直径d 400mm 滚筒效率 0.96 包括滚筒与轴承的效率损失 工作情况 两班制，连续单向运转，载荷较平稳。使用折旧期 8年。工作环境 室内，灰尘较大，环境最高温度38 动力 电力，三相交流，电压380 2...