基于ansys的切削加工受力分析開題報告.doc

本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告題目名稱：基于ansys的切削加工受力分析學生姓名專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化學號指導教師姓名所學專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化職稱副教授/助教完成期限一、選題的目的意義隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，使得有限元法有著突飛猛進的進展。結(jié)合計算機輔助設(shè)計技術(shù)，有限元法也被用于計算機輔助制造中。有限元法解決彈性力學平面問題是借助于計算機進行的一種現(xiàn)代設(shè)計方法它分為三大步,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平面問題的有限元理論分析，通過計算給出理論解，對此問題進行ANSYS分析，將有限元分析的理論解與ANSYS分析得出的數(shù)值解進行比對，從而達到系統(tǒng)的學習彈性力學、有限元法以及ANSYS工程應(yīng)用軟件的目的。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場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ANSYS開發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件接口，實現(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)計中的高級CAE工具之一。ANSYS有限元軟件包是一個多用途的有限元法計算機設(shè)計程序，可以用來求解結(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場及碰撞等問題。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、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機械、微機電系統(tǒng)、運動器械等。ANSYS軟件提供的分析類型有結(jié)構(gòu)靜力分析、結(jié)構(gòu)動力學分析、結(jié)構(gòu)非線性分析、動力學分析、熱分析、電磁場分析、流體動力學分析、聲場分析、壓電分析等9類，軟件主要包括三個部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。前處理模塊提供了一個強大的實體建模及網(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：實體建模和網(wǎng)格劃分；分析計算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動力學分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，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，也可將計算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。對于有限單元法的解法而言，從求解問題的性質(zhì)上可以歸結(jié)為三類，即獨立于時間的平衡問題（或穩(wěn)態(tài)問題）、特征值問題、依賴于時間的瞬態(tài)問題。這三類問題，從方程自身性質(zhì)考慮，還存在對應(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、主要研究內(nèi)容（1）通過查閱相關(guān)書籍，提出彈性力學平面問題，包括基本方程和公示，并且給出用有限元法解答彈性力學平面問題的步驟；（2）進行ANSYS軟件的實際操作，列出ANSYS提供的用于分析各種平面問題的平面單元類型，給出彈性力學平面問題的有限元數(shù)值仿真分析的流程。（3）選取實際算例，應(yīng)用各種單元類型對其進行有限元分析，計算理論解；應(yīng)用計算機仿真與數(shù)值模擬技術(shù)，基于ANSYS軟件對該算例進行計算，通過比對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實際計算結(jié)果的影響。四、畢業(yè)論文（設(shè)計）的研究方法或技術(shù)路線1）查閱資料：通過對近年來金屬切削受力問題的有限元分析等論文、書籍的查閱總結(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題的實際算例加以有限元分析，應(yīng)用各種單元類型進行計算，得出不同單元類型下的理論解，并給出匯總。3）計算機仿真：應(yīng)用ANSYS軟件對所選取的金屬切削受力問題實際算例建模，進行網(wǎng)格剖分求解，對數(shù)值解與理論解相比較，得出有價值的單元類型選取對實際結(jié)果影響的分析。五、主要參考文獻與資料1張朝暉.ANSYS8.0結(jié)構(gòu)分析及實例解析M.機械工業(yè)出版社，2005.32鄧凡平.ANSYS10.0有限元分析自學手冊M.人民郵電出版社，2007.13安承業(yè).機械制造工藝基礎(chǔ)M.天津大學出版社，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M.高等教育出版社，2004.16張方瑞.ANSYS8.0應(yīng)用基礎(chǔ)與實例教程M.電子工業(yè)出版社，2006.97陳精一.ANSYS工程分析實例教程M.中國鐵道出版社，2006.58刑靜忠.有限元基礎(chǔ)與ANSYS入門M.機械工業(yè)出版社，2004.119李黎明.ANSYS有限元分析實用教程M.清華大學出版社，2005.110張朝暉.ANSYS11.0結(jié)構(gòu)分析工程應(yīng)用實例解析M.機械工業(yè)出版社，2008.311陳志剛，周里群.基于ANSYS的金屬切削過程有限元仿真J.鑿巖機械氣動工具，2007（1）12張春來.金屬斜角切削過程的ANSYS數(shù)值仿真J.機床與液壓，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.機械管理與開發(fā)，2007.1214張春來，黃斌.ANSYS軟