飛機結(jié)構(gòu)與強度課程-設計報告

《飛機結(jié)構(gòu)與強度》課程設計報告簡單剛架結(jié)構(gòu)受力分析專業(yè)：學號：學生姓名：所屬學院：航空工程學院指導教師：一、目的與意義本課題旨在探究限元法在分析飛機結(jié)構(gòu)力學有關(guān)問題時的作用，使我們對有限元法有個基本的了解，并鍛煉我們的自主分析能力和對有限元分析軟件的實際操作能力。二、有限元分析原理與軟件介紹有限元分析原理有限元分析（FEA，F(xiàn)initeElementAnalysis）利用數(shù)學近似的方法對真實物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)。有限元分析是用較簡單的問題代替復雜問題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個合適的(較簡單的）近似解，然后推導求解這個域總的滿足條件(如結(jié)構(gòu)的平衡條件），從而得到問題的解。這個解不是準確解，而是近似解，因為實際問題被較簡單的問題所代替。由于大多數(shù)實際問題難以得到準確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應各種復雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。有限元是那些集合在一起能夠表示實際連續(xù)域的離散單元。有限元的概念早在幾個世紀前就已產(chǎn)生并得到了應用，例如用多邊形（有限個直線單元）逼近圓來求得圓的周長，但作為一種方法而被提出，則是最近的事。有限元法最初被稱為矩陣近似方法，應用于航空器的結(jié)構(gòu)強度計算，并由于其方便性、實用性和有效性而引起從事力學研究的科學家的濃厚興趣。經(jīng)過短短數(shù)十年的努力，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展和普及，有限元方法迅速從結(jié)構(gòu)工程強度分析計算擴展到幾乎所有的科學技術(shù)領域，成為一種豐富多彩、應用廣泛并且實用高效的數(shù)值分析方法。ANSYS簡介本文采用ANSYS有限元軟件對荷載作用下的結(jié)構(gòu)進行分析。ANSYS是一個具有高度可靠性的結(jié)構(gòu)有限元分析軟件,有著四十多年的開發(fā)和改進歷史,作為世界CAE工業(yè)標準及最流行的大型通用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件,ANSYS的分析功能覆蓋了絕大多數(shù)工程應用領域,并為用戶提供了方便的模塊化功能選項。ANSYS的主要功能模塊有:結(jié)構(gòu)分析模塊、熱分析分析模塊、磁場分析模塊、流體分析模塊、聲學分析模塊等。它的前后處理系統(tǒng)非常強大,能很好地模擬和分析各種工況條件下的物體受力狀態(tài)。ANSYS分析的一般流程可以分為以下幾個步驟:(1)進入前處理,設定材料屬性;(2)建立構(gòu)建模型,主要包括:①建立幾何模型;②分配屬性;③有限元模型網(wǎng)格化分;④施加約束條件及荷載。(3)進入后處理設置與分析程序相關(guān)的求解程序及參數(shù),并直接遞交運算或產(chǎn)生計算文件,例如,確定分析類型(靜力、動力、非線性等),工況組合以及要求輸出的結(jié)果。(4)評價分析結(jié)果角度變化量（弧度）五、結(jié)論與分析經(jīng)驗證，通過ANSYS計算出的結(jié)果與理論計算結(jié)果存在一定的誤差，說明模擬實際情況進行分析與理論計算還是有很大的差別的。在有限元模擬分析中桿件已經(jīng)產(chǎn)生較大變形，而理論分析中的變形并不大。六、參考文獻《ANSYS有限元分析實用教程》----李黎明編著2005年1月第一版七、本課程學習體會與建議通過這次課程設計，使我對有限元法有了更加全面的認識，也鍛煉了我的電腦軟件操作能力和自主分析能力。在使用軟件的過程中也遇到了很多困難，如看不懂英語指令、計算結(jié)果不對等等，但經(jīng)過耐心細致的尋找錯誤、查閱資料，我最終還是克服了這些困難，感覺收獲頗多。八、軟件安裝與使用技巧license文件的安裝十分重要，需要注意的地方較多，和之前的準備工作也有很大關(guān)聯(lián)，而且是整個安裝過程中最初的一步，安裝時如果失誤易導致軟件無法使用。在有限元分析中合適的網(wǎng)格劃分是很重要的，劃分不合理會導致很多問題。網(wǎng)格劃分太稀疏會導致計算不準確，無法得到正確的結(jié)果；網(wǎng)