机械毕业设计（论文）-基于ansys的连杆机构的有限元分析【全套设计】 .doc

《机械毕业设计（论文）-基于ansys的连杆机构的有限元分析【全套设计】 .doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械毕业设计（论文）-基于ansys的连杆机构的有限元分析【全套设计】 .doc（81页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、湘潭大学兴湘学院毕业设计论文题 目： 连杆机构的有限元分析 全套设计，加153893706专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2010963028 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2014 年 5 月 25 日 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 连杆机构的有限元分析 学号： 2010963028姓名： 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 系主任： 一、主要内容及基本要求1、总结连杆机构设计方法研究和连杆机构研究的发展状况和发展趋势，在总结前人研究成果的基础上，结合当前的技术发展趋势，采用有限元方法来进行开展研究。2、阐述学习理论基础，即 瞬态动力学分析

2、,简要论述瞬态参数,识别原理。 3、简要论述有限元方法和动力学分析的基本求解过程，建立连杆机构中的曲柄滑块机构的有限元模型，合理的确定曲柄长度及转速、连杆长度和转速，偏距，选定和创建单元类型，指点单元属性，创建铰链单元，采用瞬态动力学分析瞬态分析类型对其进行瞬态分析，与图解法进行比较，验证有限元瞬态求解功能。 4、联系工程实际，对受力连杆进行结构静力学学习。 二、重点研究的问题1、 ANSYS的线性静力分析 2 、 构建几何模型 3、 在三维铰链单元COMBIN7的创建 4、 单元类型选择和网络划分 5、 ANSYS瞬态动力学分析和静力学分析 三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1查阅资料

3、2014年2月下旬2开题报告 2014年3月上旬3设计2014年3月中旬4分析、验证2014年3月下旬5写出初稿2014年4月上、中旬6写出正式稿2014年5月上中旬7答辩2014年5月下旬四、应收集的资料及主要参考文献1高耀东，刘学杰.ANSYS机械工程应用精华50例（第三版）.- 北京：电子工业出版社，2011.2孙波.毕业设计宝典.-西安：西安电子科技大学出版社，2008.3温正，张文电.ANSYS14.0有限元分析权威指南.-北京：机械工业出版社，2013.4欧阳周，汪振华，刘道德.毕业论文和毕业设计说明书写作指南.-长沙：中南工业大学出版社，1996.5华大年，华志宏.连杆机构设计与

4、应用创新.-北京：机械工业出版社，2008.6胡仁喜，康士廷.机械与结构有限元分析从入门到精通.-北京：机械工业出版社，2012.7李红云，赵社戌，孙雁.ANSYS10.0基础及工程应用.北京：机械工业出版社，2008.8唐家玮，马喜川.平面连杆机构运动综合.-哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1995.9潘存云，唐进元.机械原理.-长沙：中南大学出版社，2011.10李皓月，周田朋，刘相新.ANSYS工程计算应用教程.-北京:中国铁道出版社，2003湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 2010963028 姓名 谭 磁 安 专 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 连杆机构的有

5、限元分析 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，

6、综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价论文选题综合性较强，基本符合机械专业培养目标和要求；题目难度适中，与工业生产实际结合较为紧密。论文作者具有较强的查阅文献和综合归纳资料的能力，综合应用本科所学知识能力较强。 论文理论基本正确，论述比较充分，整体结构尚可；设计计算比较科学，技术用语比较准确，引文比较规范。文字通顺，综合概括能力较强；论文具有一定的参考价值。同意进行答辩。评阅人： 2014年5月 日湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见 学号 2010963028 姓名 谭 磁 安 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文 77 页 图 表 30 张论文（设

7、计）题目： 连杆机构的有限元分析 内容提要：Ansys的有限元分析是一个功能强大的通用分析软件，广泛应用于各个领域。可用来求解机构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。此款软件包括三个部分，即前处理模块、分析计算模块、后处理模块。其分析流程分为三个阶段：建立有限元模型，加载与与求解，查看与处理结果。 本课题是基于ansys软件对曲柄滑块机构进行的瞬态动力学分析，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，能够准确的分析出模型的正确求解值，对机构的优化有着很大的帮助。本人在研究曲柄滑块的发展现状以及国内研究的成果的基

8、础上，结合传统的计算，对结果进行适当的分析，取得较好的分析结果，ansys分析结果与理论分析结果较好的符合。同时还根据实际工程例子对受力连杆进行结构静力学分析，为连杆在工程的优化设计提供有效依据。 当然在分析的过程中也会存在结果误差，ansys分析值与理论值的差异原因可能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会有一定的影响。指导教师评语该生论文对曲柄滑块机构进行设计计算，并建立了有限元模型，对曲柄滑块机构进行有限元瞬态动力学分析，同时还对单独受力连杆进行结构静力学分析，计算可靠、模型合理、分析清晰准确。同意进行答辩，并建议成绩评为 。指导教师： 年 月 日答辩简要

9、情况及评语答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 年 月 日目录摘要1Abstract2第一章 分析方法和研究对象31.1 有限单元法的概述31.1.1 有限单元法的历史41.1.2 有限单元法的基本概念41.2 ANSYS软件简介41.2.1 ANSYS主要应用领域41.2.2 ANSYS操作界面51.2.3 ANSYS的主要功能61.2.4 ANSYS主要特点71.3 曲柄滑块机构简介71.3.1 曲柄滑块定义81.3.2 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102.1 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102.2.1 图解法

10、准备工作112.2.2 图解法操作步骤11第三章 有限元瞬态动力学概述143.1 有限元瞬态动力学定义143.2 瞬态动力学问题求解方法143.2.1 完全法143.2.2 模态分析法143.2.2 缩减法153.1 有限元结构静力学分析基本概念153.1 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174.1 曲柄滑块机构瞬态简要概述174.2曲柄滑块有限元瞬态动力学分析步骤184.2.1 定义工作名和参量184.2.2 创建单元类型和属性184.2.3 建立模型204.2.4进入求解器设置224.2.5 定义约束234.2.6 求解24 4.2.7 后处理244.2.

11、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275.1连杆机构静力学分析步骤275.1.1 前处理275.1.2 施加约束和载荷并求解335.1.3 后处理33总结与展望36参考文献37致谢38附录139附录255 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

12、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

13、法；ANSYS；瞬态动力学分析The finite element analysis of link mechanismAbstract： 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 resear

14、ch. Initially, it can only be using on the mainframe and provides thermal analysis and linear structural analysis capability, but now， Ithas developed into afinancialstructure,fluid,electric field, magnetic field,sound field analysisin onecanrun on most computer andoperating systemin the large-scale

15、general finite element analysis software. Connecting rod mechanismis acommonmechanism,the slider crank mechanism is an extension oflink mechanism, a wide range of applications,such as in a diesel engine. With the development of engineering technology ,theaccuracy is alsoverymakerequirements. Topic i

16、s on theslider crank mechanismwas analyzed based on the ANSYS software,and compared with the traditionalcalculation, With the help ofcomputer finite element analysismethod can more quicklyand accuratelyobtain results,set the correct parameters,createthe appropriate element type,set the solving proce

17、ss isreasonable,canaccurately obtainthe correctsolution analysismodel,the design and optimization of the organizationhas a great help.Of course,theerror willexistin the analysis process, ansys analysis isdue to adifference can beinput to the analysisof the elastic modulusof crank slide mechanismand

18、the theoretical value,the Poissons ratio of therelevant parametershave a certaineffect on the analysis results.Keywords: link mechanism; Slider crank mechanism; Transient dynamic analysis第一章 分析方法和研究对象 11 有限单元法概述有限单元法（Finite Element Analysis）的基本理念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一个单元假定一个

19、合适的近似解，然后推导求解这个域总的满足条件，从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被比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。1.1.1 有限单元法的历史有限单元法早在40年代初期就已有人提出，但当时由于没有计算工具而搁置，一直到50年代中期，高速数字电子计算机的出现和发展为有限单元法的应用提供了重要的物质条件，才使有限单元法得以迅速发展。有限单元法在西方起源于飞机和导弹的结构设计，发表这方面文章最早而且最有影响的是西德的J.H.Argyris教授，于19541955年间，他在Ai

20、rcraft engineering上发表了许多有关这方面的论文，并在此基础上写成了能量原理与结构分析，此书成为有限单元法的理论基础。美国的M.T.Turner，L.J.Topp和R.W.Clough,H.C.Martin等人于1956年发表了一篇题为复杂结构的刚度和挠度分析一文，此文提出了计算复杂结构刚度影响系数的方法，说明了如何利用计算机进行分析。美国教授R.W.Clough于1960年在一篇介绍平面应力分析的论文中，首次提出了有限单元法的名字。1965年英国的Zienliewice教授及其合作者解决了将有限元应用于所有场的问题，使有限单元法的应用范围更加广泛。有限单元法的优点很多，其中最

21、突出的优点是应用范围广。发展至今，不仅能解决静态的、平面的、最简单的杆系结构，而且还可以解决空间问题、板壳问题、结构的稳定性问题、动力学问题、弹塑性问题和粘弹性问题、疲劳和脆性断裂问题以及结构的优化设计问题，而且不论物体的结构形式和边界条件如何复杂，也不论材料的性质和外载荷的情况如何，原则上都能应用。1.1.2 有限单元法的基本概念 有限单元法的基本思想，是在力学模型上将一个原来连续的物体离散成为有限个具有一定大小的的单元，这些单元仅在有限个节点上相连接，并在节点上引进等效力以代替实际作用于单元上的外力。对于每个单元，根据分块近似的思想，选择一种简单的函数来表示单元内位移的分布规律，并按弹性理

22、论中的能量原理（或用变分原理）建立单元节点力和节点位移之间的关系。最后，把所有的单元的这种关系式集合起来，就得到一组以节点位移为未知量的代数方程组，解这些方程组就可以求出物体上有限个离散节点上的位移。 结构离散（有限元建模）的内容有网格划分，把结构按一定规则分割成有限单元和边界条件处理。其中要求离散结构必须与原始结构保形单元的几何特性，一个单元内的物理特性必须相同单元的物理特性。单元与节点中单元（即原始结构）离散后满足一定几何特性的最小结构域。节点即单元与单元间的连接点。节点力即单元与单元间通过节点的相互作用力。节点载荷即作用于节点上的外载。 选择位移函数的一般原则：位移函数在单元节点的值应等

23、于节点位移，即单元内部是连续的；所选位移函数必须保证有限元的解收敛于真实解。要注意的是，为了便于微积分运算，位移函数一般采用多项式形式，在单元内选取适当阶次的多项式可得到与真实解接近的近似解。 12 ANSYS12.0版本软件简介ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场及声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，由作为世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，是现代产品设计中应用的高级CAE工具之一。1.2.1 ANSYS的主要应用领域 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，电磁场及碰撞等

24、问题。因此它可应用于以下工业领域：航天航空、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。1.2.2 ANSYS操作界面图1-1 ANSYS12.0操作界面与操作界面同时打开的还有图1-2所示的“ANSYS12.0 Output Window”窗口图1-2“选定ANSYS12.0 Output Window”窗口ANSYS操作界面如图1-1所示，本人所选择的是ANSYS12.0的版本，因为本人所需要分析的课题中涉及到三维铰链单元的运用，而ANSYS12.0版本中正好有三维铰链单元COMBIN7的命令。1.2.3 ANSYS的主要功能（1）结构静力分析结构静力分析用

25、于载荷不随时间变化的场合，是机械专业应用最多的一种分析类型。ANSYS的静力分析不仅可以进行线性分析，还支持非线性分析，例如接触、塑性变形、蠕变、大变形、大应变问题的分析。 （2）结构动力学分析动力学分析包括模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析。模态分析，用于计算结构的固有频率和振型。谐响应分析，用于计算结构对正弦载荷的响应。瞬态动力学分析，用于计算结构对随时间任意规律变化的载荷的响应，而且可以包含非线性特性。 动力学分析包括质量和阻尼效应。（3）结构非线性分析ANSYS程序可求解静态和瞬态非线性问题，包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变

26、化。（4）热分析热分析通过模拟热传导、对流和辐射三种热传递方式，以确定物体中的温度分布。可以进行稳态和瞬态热分析，可以进行线性和非线性分析，可以模拟材料的凝固和溶解过程。（5）电磁场分析ANSYS可以用来分析电磁场的多方面问题，如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁力线、力、运动效应、电路和能量损失等。分析的磁场可以是二维的或三维的，可以是静态的、瞬态的或谐波的，可以是低频的或高频的。还可以解决静电学、电流传导、电路耦合等电磁场相关问题。（6）电磁场分析ANSYS流体单元能进行流体动力学分析，分析类型可以为瞬态或稳态。分析结果可以是每个节点的压力和通过每个单元的流率。并且可以利用后处理功

27、能产生压力、流率和温度分布的图形显示。另外，还可以使用三维表面效应单元和热流管单元模拟结构的流体绕流并包括对流换热效应。1.2.4 ANSYS的特点（1） 不但可以进行对结构、热、流体、电磁场等物理现象的单独研究，还可以进行这些物理现象的相互影响研究。（2） 集合前后处理、求解及多场分析等功能于一体。（3） 具有强大的非线性分析功能。（4） 良好的用户界面，且在所有硬件平台上具有同一界面，使用方便。（5） 强大的二次开发功能，应用宏、参数设计语言、用户可编程特性、用户自定义语言、外部命令等功能，可以开发出适合用户自己特点的应用程序，对ANSYS功能进行扩展。（6） 提供多种自动网格划分工具，可

28、以进行智能网格划分。（7） 提供了常用CAD软件的数据接口，可精确地将在CAD系统下创建的模型传入到ANSYS中，并对其进行操作。（8） 在有限元分析烦人基础上，进行优化设计，这是ANSYS独一无二的功能。13 研究对象之曲柄滑块机构简介 在机械传动系统中，曲柄滑块机构是一种常用的机构，它将曲柄的转动转化为滑块在直线上的往复运动，是压气机、冲床、活塞式水泵等机械的主机构。比如活塞式发动机以滑块为主动件，把往复移动转换为不整周或整周的回转运动；压缩机、冲床以曲柄为主动件，把整周转动转换为往复移动。1.3.1 曲柄滑块机构定义 曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化形式。由若干刚性构件用低副（回转副、移

29、动副）联接而成的一种机构。是由曲柄（或者曲轴、偏心轮）、连杆、滑块通过移动副和转动副组成的机构。1.32 曲柄滑块机构的特性应用及分类常用于将曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动；或者将滑块的往复直线运动转换为曲柄的回转运动、对曲柄滑块机构进行运动特性分析是当已知各机构件尺寸参数、位置参数和原动件运动规律时，研究机构其余构件上各点的轨迹、位移、速度、加速度等，从而评价机构是否满足工作性能要求，机构是否发生运动干涉等。曲柄滑块机构具有运动副为低副，各元件间为面接触，构成低副两元件的几何形状比较简单，加工方便，易于得到较高的制造精度等优点，因而在包括煤矿机械在内的各类机械中得到了广泛的应用，如自

30、动送料机构、冲床、内燃机空气压缩机等。 根据结构特点，将其分成3大类：对心曲柄滑块、偏置曲柄滑块、偏心轮机构。 第二章 曲柄滑块机构的求解2.1 曲柄滑块机构的问题描述 图2-1所示为一曲柄滑块机构，曲柄长度R=250 mm、连杆长度L=620 mm偏距e=200 mm，曲柄为原动件，转速为n1=30 r/min，求滑块3的位移s3、速度v3、加速度a3随时间变化情况。图 2-1 曲柄滑块机构22 曲柄滑块机构的问题图解法因本人此阶段正学习proe5.0的版本，所以图解法就用此软件进行求解，其求解过程将会一步步截图呈现。2.2.1 图解法准备工作： 由图2-1曲柄滑块机构，联系机械原理的有关平

31、面四杆机构的运动设计的知识，可以计算出滑块在最远处和最近处时曲柄和连杆共线的长度，按图示字母，有： AC = AB + BC = 250 + 620 = 870 mm AC” = BC AB = 620 250 = 370 mm2.2.2 图解法操作步骤 1， 打开proe5.0，选择“草绘”，建立中心线，确定A点，如图2-2 图2-22，通过水平中心线和偏心距的E的数值，确定滑块C算在的水平线2上， 图2-23，依据准备工作中的最远画出最远的距离，即, AC = 870 mm图2-34，依据准备工作中的最远画出最远的距离，即, AC” = 370 mm图2-45，通过标注，可以得到滑块位移S

32、=535.4mm,如图所示，图2-56,同时还能得出极位夹角= 19.43图2-67，通过极位夹角，得到行程速比系数 ，由于机构一个工作循环周期，所以机构工作行程经历的时间 ，空回行程经历的时间 s。第三章 有限元瞬态动力学和结构机构静力学概述3.1 有限元瞬态动力学分析定义 瞬态动力学分析，又称时间历程分析，主要用于确定结构承受随时间按任意规律变化的载荷时的响应。它可以确定结构在静载荷、和正弦载荷的任意组合作用下随时间变化的位移、应力和应变。3.2 瞬态动力学问题的求解方法瞬态动力学分析也采用缩减法（Reduced），模态叠加法（Mode Superpositioan）,完全法（Full）三

33、种方法。3.21 完全法 完全法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应。它是三种方法汇总功能最强的，允许包括各类非线性特性（塑性、大变形、大应变等）。如果并不想包括任何非线性，应当考虑使用另外两种方法中的一种。这是因为完全法是3种方法中开销最大的一种。 完全法容易使用，不必关心选择主自由度或振形，允许各种类型的非线性特性，采用完整矩阵，不涉及质量矩阵近似，一次分析就能得到所有位移和应力，允许施加所有类型的载荷，还允许通过TABLE数组参数指定表边界条件，允许在实体模型上施加载荷。完全法的主要缺点是它比其他的方法开销大。3.2.2 模态叠加法 模态叠加法通过对模态分析得到的振形（特征值）乘上因子并求和来

34、计算结构的响应。此方法是ANSYS程序中唯一可用的瞬态动力学分析法。对于许多问题，模态叠加法比缩减法或完全法更快，开销更小。 模态叠加法整个瞬态分析过程中时间步长必须保持恒定，不允许采用自动时间步长唯一允许的非线性是简单的点点接触（间隙条件）；不能施加强制位移。3.2.3 缩减法 缩减法通过采用主自由度及缩减矩阵压缩问题规模。在主自由度处的位移计算出来后，ANSYS可将扩展到原有的完整自由度集上。缩减法比完全法快且开销小，其缺点是初始解只计算主自由度的位移，第二步进行扩展，计算得到完整空间上的位移、应力和力；不能施加单元载荷（压力、温度等），但允许施加加速度。所有载荷必须在用户定义的主自由度上

35、（限制在实体模型上施加载荷）、整个瞬态分析过程时间步长必须保持恒定，不允许用自动时间步长。唯一允许的非线性是简单的点点接触（间隙条件）。3.3 有限元机构静力学分析基本概念 静力学分析计算是在固定不变载荷作用下结构的响应，它不考虑惯性和阻尼的影响。可是，静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的影响，以及那些可以近似俄日等价静力作用的随时间变化的载荷的作用。 静力学分析用于计算由那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移、应力、应变和力。固定不变是的载荷和响应是一种假设，即假定载荷和结构响应随时间的变化非常缓慢。静力学分析所施加的载荷包括外部施加的作用力和压力、稳态的惯性力

36、、强迫位移。温度载荷以及能流等。3.4 有限元机构静力学分析分析步骤 静力学分析过程呀一般分为三个步骤：1， 建立模型，其中模型可以通过三维软件导入或者由ansys软件自己建立；2， 施加载荷并求解；3， 检查结果。第四章 曲柄滑块机构的瞬态有限元分析本分析仍然属于瞬态动力学分析，分析过程与普通的瞬态动力学分析基本相同。其关键在于三维铰链单元COMBIN7的创建，现在此简单介绍。4.1 曲柄滑块瞬态分析简要概述图 4-1 三维铰链单元COMBIN7三维铰链COMBIN7单元属于三维单元，有5个节点，分别是活跃节点I和J、用以定义铰链轴的节点K、控制节点L和M（图15-1）。活跃节点I和J应该位

37、置重合，并且分属于LINK A和B，LINK A和B是一个单元或单元集合。如果节点K没有定义，则铰链轴为全球笛卡尔坐标系的z轴。另外，本分析必须将大变形选项打开4.2 曲柄滑块有限元瞬态动力学分析步骤4.21 定义工作名和参量1，定义工作名和选择文件存放位置：在开始的菜单中打开ansys12.0中的 ANSYS Mechanical APDL Product Launcher，在working directory 中选择文件存放的位置，在Job Name 中输入 biyesheji,然后点击Run，便进入ansys的工作界面。2，定义参量：选择Utility MenuParametersSca

38、lar Parameters。弹出的对话框，在“Selection” 文本框中输入PI=3.1415926， 单击“Accept” 按钮；再在“Selection” 文本框中依次输入R=0.25（曲柄长度）、L=0.62（连杆长度）、E=0.2（偏距）、OMGA1=30（曲柄转速）、T=60/OMGA1（曲柄转动一周所需时间，单位：s）、FI0=ASIN(E/(R+L)、AX=0、AY=0（铰链A坐标）、BX=R*COS(FI0)、BY=-R*SIN(FI0) （铰链B坐标）、CX=(R+L)*COS(FI0)、CY=-E（铰链C坐标），同时单击“Accept” 按钮；如图4-2，最后，单击对

39、话框的“Close”按钮。 图 4-2 参量对话框4.2.2 创建单元类型和属性 1，创建单元类型：选择 Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete。弹出的对话框，单击“Add”按钮；在左侧列表中选“Combination”，在右侧列表中选“Revolute joint 7”， 单击“Apply” 按钮；再在左侧列表中选“Structural Beam”在右侧列表中选“3D elastic 4”, 单击“Ok” 按钮；单击对话框的“Close”按钮。如果4-3： 图 4-3 单元类型2，定义材料特性：选择Main MenuPreproces

40、sorMaterial PropsMaterial Models。弹出的对话框，在右侧列表中依次双击“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”，弹出的对话框，在“EX”文本框中输入2e11（弹性模量），在“PRXY” 文本框中输入0.3（泊松比），单击“Ok” 按钮；再双击右侧列表中“Structural”下“Density”，弹出图15-9所示的对话框，在“DENS”文本框中输入1e-14（密度。近似为0，即不考虑各杆的惯性力），单击“Ok” 按钮。然后关闭的对话框。如图4-4： 图 4-4 单元材料特性3，定义实常数：选择Main MenuPre

41、processorReal ConstantsAdd/Edit/Delete。弹对话框， 单击“Add”按钮， 弹出对话框，在列表中选择“Type 1 COMBIN7”，单击“Ok” 按钮，弹出对话框， 在“K1”、“K2”、“K3”、“K4”文本框中分别输入1E9、1E3、1E3、0，单击“Ok” 按钮；返回到对话框， 再次单击“Add”按钮，弹出对话框，在列表中选择“Type 2 BEAM4”，单击“Ok”按钮，弹出对话框 ，在“AREA”、“IZZ”、“IYY”、“TKZ”、“TKY”文本框中分别输入4E-4、1.3333E-8、1.3333E-8、0.02、0.02，单击“Ok” 按钮；返回到对话框，单击“Close”按钮。如图4-5： 图 4-5 单元常实数4.2.3 建立模型1，创建节点：选择Main MenuPreprocessorModelingCreateNodesIn Active CS。在弹出的对话框中一次输入如表4-1数据，然后单击“Ok” 按钮。节点号XYZ1AXAY02BXBY03BXBY04CXCY05BXBY-1 表4-1 节点列表2，指定单元1属性：选择Mai