学 号： 201520110134

课 程 设 计

题 目 教 学 院

专 业 班 级 姓 名 指导教师

机械设计及理论方向课程设计

机电工程学院 机械设计制造及其自动化 15机制（专升本）

2015 年 12 月 24 日

目 录

设计任务书 ........................................................................................................................... 1 第1章 绪 论 ....................................................................................................................... 5

1.1 题目分析 ................................................................................................................ 5

1.1.1 工作特点 ..................................................................................................... 5 1.1.2 结构特点 ..................................................................................................... 5 1.1.3 活塞设计的性能要求 ................................................................................. 6 1.1.4 材料选取 ..................................................................................................... 6 1.2 设计方案的拟订 .................................................................................................... 7

1.2.1 设计基础和条件 ......................................................................................... 7 1.2.2 有限元方法的运用 ..................................................................................... 7

第2章 绘制平面图 ............................................................................................................. 9 第3章 创建3D有限元模型 ............................................................................................. 10

3.1 在ProE中建立3D模型 ...................................................................................... 10

3.1.1建模过程 .................................................................................................... 10 3.2 在ANSYS中建立3D模型 ................................................................................ 11

3.1.1建模过程 .................................................................................................... 11 4.1 单元类型设置 ...................................................................................................... 12 4.2 设置单元尺寸 ...................................................................................................... 12 4.3 材料属性 .............................................................................................................. 12 4.4划分网格 ............................................................................................................... 12 4.5 选择分析类型 ...................................................................................................... 13 4.6 施加载荷 .............................................................................................................. 13

4.6.1 施加两孔约束 ........................................................................................... 13 4.7 求 解 .................................................................................................................... 14 4.8 结果后处理 .......................................................................................................... 14

4.8.1 变形 ........................................................................................................... 14 4.8.2 应力 ........................................................................................................... 15

第5章 加载、求解、结果后处理（模态） ................................................................... 16

5.1 单元类型设置 ...................................................................................................... 16 5.2 设置单元尺寸 ...................................................................................................... 16 5.3 材料属性 .............................................................................................................. 16 5.4 划分网格 .............................................................................................................. 16 5.5 选择分析类型 ...................................................................................................... 17 5.6 设定拓展模态结束 .............................................................................................. 17 5.7 施加载荷 .............................................................................................................. 17 5.8 求解 ...................................................................................................................... 17 5.9 结果后处理 .......................................................................................................... 17

5.9.1 查看结果摘要。 ....................................................................................... 17 5.9.2 查看各阶振型 ........................................................................................... 18

设计小结 ............................................................................................................................. 20 参考资料 ............................................................................................................................. 21

设计任务书

2015～2016学年第一学期

《机械有限元分析》课程设计任务书

设计名称 机械设计及理论方向课程设计 班级 机械设计制造及其自动化2015（专升本） 地点 403 一、课程设计目的

课程目的和任务旨在使学生了解有限元分析的基本方法，通过使用计算机计算工程力学中的若干问题，进一步加深工程力学课程中的基本概念和基本理论，培养学生解决一些简单的工程实际问题的能力，为学生在今后的机械课程设计和毕业设计中对机械构件进行力学分析打下扎实的基础。 二、课程设计内容

1．ANSYS有限元分析软件简介、功能概览和分析案例；

2．ANSYS图形用户界面及基本操作方法；3．创建3D有限元模型； 4．加载、求解、结果后处理；5．分析结果评价。

任务 设计参数 载荷 尺寸 载荷 尺寸 载荷 尺寸 载荷 尺寸 载荷 尺寸 组别 a=φ30 b=φ8 c=8 d=25 e=12 a=φ32 b=φ6 c=8 d=25 e=12 a=φ32 b=φ8 c=6 d=25 e=12

a=φ31 b=φ8 c=8 d=25 e=12 a=φ32 b=φ7 c=8 d=25 e=12 a=φ32 b=φ8 c=7 d=25 e=12 P=3 MPa 1 P=3 MPa 2 P=3 MPa P=3 MPa 3 P=3 MPa P=3 MPa a=φa=φ32 b=33 b=φ8 P=2.6 φ8 c=8 MPa c=8 d=25 d=25 e=12 e=12 a=φa=φ32 b=32 b=φ8 P=2.7 φ9 c=8 MPa c=8 d=25 d=25 e=12 e=12 a=φa=φ32 b=32 b=φ8 P=2.8 φ8 c=8 MPa c=9 d=25 d=25 e=12 e=12 a=φ34 P=3 b=φ8 P=3 c=8 MPa MPa d=25 e=12 a=φ31 P=3 b=φ10 P=3 c=8 MPa d=25 MPa e=12 a=φ31 P=3 b=φ8 P=3 MPa c=10 d=25 MPa e=12

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