前言：中文期刊網精心挑選了有限元分析論文范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發(fā)你的文章創(chuàng)作靈感，歡迎閱讀。
有限元分析論文范文1
關鍵詞：城市園林有害生物問題分析對策
1有害生物的現(xiàn)狀
號稱松樹“癌癥”的松材線蟲在廣東、江蘇、浙江、安徽、山東等地每天都有新的疫點發(fā)生，其蔓延之勢已覆蓋了我國5億多畝森林。
危害100多種植物的美國白蛾在遼寧、山東、河北、天津等地并未“撲滅”，而且新疫點頻頻出現(xiàn)，現(xiàn)對北京已成包圍之勢，正在敲響北京的大門。
國槐的蛀干害蟲銹色粒肩天牛，八十年代至九十年代初一直以河南、山東南部為根據(jù)地，局部為害國槐、欒樹，九十年代中期向東、西、北三個方向出擊，成為蛀干害蟲的優(yōu)勢種，如今已成為北京市樹“國槐”新的重要蛀蟲。
從未過長江的北方蛀蟲臭椿溝眶象，在本世紀初，跟隨寄主千頭椿大舉入侵上海市，形成嚴重危害。
日本松干蚧是一種毀滅性害蟲，遍及華東各省，如今又向東北擴散，吉林省1994年首次發(fā)現(xiàn)受其侵害，至2002年發(fā)生面積已達27萬畝，成災面積13.5萬畝，4萬畝松林在蟲口下瀕死或枯死。
杉樹、柏樹的重要蛀干害蟲雙條杉天牛向北已蔓延到沈陽，大有向東北擴散之勢。
光肩星天牛的危害面積已達50萬公頃。
青楊虎天牛在黑龍江哈爾濱周邊地區(qū)再度暴發(fā)成災。
蔗扁蛾是我國新發(fā)現(xiàn)的一種鱗翅目鉆蛀性害蟲，危害香蕉、甘蔗等經濟作物，防治難度較大，如今已遍及華東、華中、華北、西南、東北等各地城市園林，危害植物達22科之多，除巴西木、發(fā)財樹、綠蘿、一品紅、棕竹、鵝掌柴外，全國各地尤其是城市園林許多木本、草本花卉被其侵害。楊樹爛皮病1999年春在東北全部及華北、內蒙古部分地區(qū)流行，被害致死柳、楊等綠化樹木近15萬株。
松枯梢病在山西、陜西、遼寧大發(fā)生，大連沿海地區(qū)的大片黑松患病死亡。
銀杏大蠶蛾僅在陜西就發(fā)生2萬公頃，東亞飛蝗在西北、華北再度暴發(fā)成災。
2003年春，長春市因凍害死亡楊、柳樹2萬余株，由凍害引發(fā)病害，嚴重染病的樹木3萬多株。
原產南美的水葫蘆，學名鳳眼蓮，作為畜禽飼料、觀賞和凈化水質的植物被引入并推廣種植，后逸為野生，以極快的無性繁殖，形成單一的優(yōu)勢群落。在云南已成“喧客奪主”的心腹之患，占據(jù)了滇池10平方公里的水域，破壞當?shù)厮参锖退鷦游铮氯煌ǎo漁業(yè)和旅游業(yè)造成重大損失，嚴重地破壞了生物間生態(tài)平衡。
2問題分析
2.1綠化格局的調整改變了原有有害生物的結構
園林植物是城市建筑物、道路之間互相聯(lián)系并使之成為一體的紐帶。國外園林風格不斷傳入我國，植物配置和種植方式更加多變，如疏林草地、規(guī)則綠化等，打破了我國傳統(tǒng)園林格局。園林植物種類、數(shù)量以及綠化面積大幅度增加，改變了城市中原有有害生物的種類、結構和危害。如今，蛀干害蟲、“五小害蟲”（蚜、螨、蚧、粉虱、薊馬）和生態(tài)性植干病害成為城市園林植物的主要病蟲害。
2.2綠化植物的不合理配置為病蟲害的發(fā)生提供了先決條件
害蟲與寄主在長期進化過程中形成了協(xié)同進化關系，可以說植物一栽下去就決定了病蟲害的發(fā)生程度，不合理的種植結構是病蟲害嚴重發(fā)生的源頭。2.3園林植物檢疫環(huán)節(jié)薄弱，外來病蟲猖獗
隨著國際間植物交流的頻繁，侵入型害蟲不斷傳入我國，而我們當?shù)靥鞌成胁荒荞R上跟蹤適應，這些自然控制因素的喪失使侵入型害蟲比我國本地害蟲具有更大的危害性。嚴重危害100余種花卉植物的毀滅性食葉害蟲美洲斑潛蠅和前面提到的蔗扁蛾就是近年從國外傳入的，并在短短兩年時間就遍及我國22個省區(qū)。
2.4城市生態(tài)惡化為病蟲害的發(fā)生開啟了方便之門
城市環(huán)境是由人工建造起來的特殊生態(tài)系統(tǒng)，地上部分往往是空氣污染嚴重、光照條件不佳、人為破壞頻發(fā)；地下部分往往是土壤堅實、透氣性差、土質低劣、缺肥少水、生長空間狹窄，這些直接導致了有害生物的大發(fā)生。當某種生態(tài)因子達到災變程度，而養(yǎng)護管理又長期相當不力時，生態(tài)平衡將被打破，園林植物病蟲害就暴發(fā)成災，發(fā)展成為自然生物災害。
2.5氣候異常促使城市園林病蟲害大發(fā)生
在城市惡劣的生態(tài)環(huán)境下，園林植物生長勢極弱，這時氣候方面的因素則變成決定性影響因子。
1999年柳樹爛皮病大發(fā)生，國家林業(yè)局專家組確定為災變性氣候引起。
2003年春長春大量樹木死亡也是由災變性氣候引起。
3對策：
3.1加強抗性植物品種的選育及應用
植物材料的選擇應以植物區(qū)系分布規(guī)律為理論基礎，以鄉(xiāng)土樹種為重點，以適應城市生態(tài)環(huán)境，如抗干旱，耗水少，耐瘠薄和土實，抗污染，抗凍害，抗病蟲，耐粗放管理等7個方面為樹種選擇的首要標準。
3.4加強養(yǎng)護管理，減少有害生物的發(fā)生
;加強養(yǎng)護管理就是人為地調整適合目的植物生長，而不適合有害生物生長的環(huán)境條件，使目的植物能健康、茁壯地生長，有害生物很難侵入，也不能大量繁殖，對目的植物構成威脅。從根本上解決植物衰退病這一難題。
3.3從規(guī)劃設計著手，控制有害生物的發(fā)生
從尊重生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)出發(fā)進行園林規(guī)劃設計，遵循生物共生、循環(huán)、競爭的原則，以喬木為主，實行喬、灌、藤、花、草多種植物合理混配的林蔭型綠化，造成一個和諧、有序、穩(wěn)定的園林植物群落，形成一個多品種、多層次、互促共存、遮陰效果好的復層種植結構。
有限元分析論文范文2
關鍵詞：汽車零部件；快速設計；有限元分析
引言
快速設計是為實現(xiàn)加快新產品開發(fā)周期，提高設計效率減少重復勞動的目的而誕生的。不同于傳統(tǒng)的設計，它儲存了設計的整個過程，能設計出一簇而非單一的，形狀和功能具有相似性的產品模型[1]。汽車零部件有很多零件雖然尺寸不同，但形狀相差不大，建模的特征及順序很接近，適合使用快速設計。
快速設計技術以及快速設計系統(tǒng)的開發(fā)是一個研究熱點，國內外很多高校和研究機構都做出了大量的研究。太原理工大學的王鐵教授提出功能元的概念，并將之用于手槍等的快速設計[2]。大連理工大學的馬鐵強教授將CAD模型的重用技術應用于產品的快速設計上[3]。中國科學技術大學的蔣維將混合模板庫與鍛壓機床的快速設計進行了結合，并集成了CAE模塊[4]。國外快速設計的研究一直走在我們的前頭。波音、空客、福特等大型制造企業(yè)都有自己的快速設計系統(tǒng)。
我國已經是汽車產銷大國。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2013年我國新車銷售2198.41萬輛，同比增長13.87%，居世界第一。為了降低制造成本，提高產品的市場競爭力，整車制造廠商往往以客戶的身份將汽車零部件以訂單的方式下發(fā)到具有不同加工能力的中小型企業(yè)（供應商）生產。隨著技術的發(fā)展，汽車更新?lián)Q代速度加快，零部件制造企業(yè)如何快速響應，來協(xié)同整車制造企業(yè)正成為一個日益嚴重的問題。在我國制造業(yè)比較發(fā)達的上海和蘇南地區(qū)，中小企業(yè)往往因為不能及時設計造成無法按期供應產品而導致跑單。
1.系統(tǒng)的功能要求
汽車零部件快速設計與有限元分析系統(tǒng)主要服務于中心型汽車零部件制造企業(yè)的，基于特征和參數(shù)化技術的，可以解決企業(yè)人才短缺，無法同時具備解決快速設計及有限元分析兩部分內容的問題。一般中心型汽車零部件制造企業(yè)生產的產品具有類別相同，尺寸不同的特點因此，系統(tǒng)的應實現(xiàn)以下幾個方面的功能：
1.1快速造型設計，輸出三維模型和CAD圖紙，顯著提高零件的設計速度；
1.2零件的詳細CAD模型和簡化CAE模型的對應和設計參數(shù)的共享；
1.3零件有限元分析邊界條件參數(shù)化，可實現(xiàn)快速有限元分析。
2.系統(tǒng)設計
2.1通過對同系列零件特征的分析，將特征進行歸類，建立基于特征的參數(shù)表達式，通過特征的疊加得到同系列零件系列化的參數(shù)化模型。將零件進行歸類、存檔，構成零件的參數(shù)化模型庫；
2.2運用KBE（Knowledge-Based Engineering）技術和軟件工程的方法，以零件的參數(shù)化模型庫為支撐，以通行的CAD/CAM軟件UG作為開發(fā)平臺，以UG/Open API和Microsoft VC++ 6.0作為開發(fā)工具和編程語言，開發(fā)零件的快速設計系統(tǒng)，提高設計速度；
2.3基于APDL（ANSYS Parametric Design Language，ANSYS參數(shù)化設計語言）建立零件的參數(shù)化有限元模型，實現(xiàn)特征和邊界條件的參數(shù)化，并形成可用于分析*.txt文件。當用戶在快速設計系統(tǒng)中輸入?yún)?shù)建立零件的詳細CAD模型的同時，系統(tǒng)將自動修改*.txt文件，重新生成分析文件。通過調用有限元分析軟件ANSYS讀取該*.txt文件對零件進行有限元分析，并可對零件進行結構優(yōu)化設計。
3.結論
汽車零部件快速設計與有限元集成系統(tǒng)切中中心型汽車零部件制造企業(yè)不具備快速設計的問題。然而此類企業(yè)生產的產品具有類別相同，尺寸不同的特點。因此，系統(tǒng)根據(jù)實際情況來開發(fā)，具有明顯的優(yōu)勢：
3.1通過建立零件的參數(shù)化模型庫實現(xiàn)零件的快速設計；
3.2在完成零件詳細的CAD模型的同時，系統(tǒng)自動完成簡化CAE模型的建立，并傳遞設計參數(shù)，且所有模型都實現(xiàn)參數(shù)化；
3.3本系統(tǒng)的建立將極大的減少零件設計和分析的重復性工作，極大的提高設計效率。
參考文獻：
[1]王良文，王傳鵬，郭志強等. 基于ANSYS二次開發(fā)的塔式起重機快速設計系統(tǒng)[J]. 機械設計，2014，31（5）：69-74.
[2]張浩浩. 基于功能元的快速設計平臺研究[D]. 太原：太原理工大學碩士學位論文，2006.
[3]馬鐵強. 支持產品快速設計的CAD模型重用技術研究[D]. 大連：大連理工大學博士學位論文，2009.
[4]蔣 維. 基于CAD/CAE混合模板庫的鍛壓機床快速設計、優(yōu)化方法研究[D]. 合肥：中國科學技術大學博士學位論文，2008.
[5]劉巍巍，邵文達，劉曉冰. 面向機械產品創(chuàng)新與快速設計的知識建模方法研究[J]. 組合機床與自動化加工技術，2014，（5）：27-30.
[6]王 志，張進生，于豐業(yè)等. 基于模塊化的機械產品快速設計[J]. 機械設計，2004，21（8）：1-3.
作者簡介：
項忠珂（1984- ），男，江西上饒人，碩士，講師，研究方向：結構優(yōu)化設計，汽車安全技術。
有限元分析論文范文3
關鍵詞：CAD/CAE一體化，有限元分析，一段板簧
1.1導入CAD生成的模型
通常情況下，對于非常復雜的不規(guī)則線、面或體，在ANSYS中建立其幾何模型將非常復雜。這時可以采用在熟悉的專用的CAD系統(tǒng)中建立幾何模型，然后通過ANSYS提供的接口導入到ANSYS中，這樣可以實現(xiàn)CAD/CAE一體化技術，提高效率。然而，從CAD系統(tǒng)中導入的模型很可能需要另外的大量的幾何模型的修補工作。
1.2導入在CAD系統(tǒng)創(chuàng)建的模型以實現(xiàn)CAD/CAE一體化
1.2.2 以IGES格式實現(xiàn)導入
在PRO/E完成的模型被另存為IGES的格式可以導入ANSYS7.0中，但這種方式經過大量的檢驗證明是很有局限性的，只有當模型簡單包括很少的特征才可能不產生基本特征的丟失。對于稍稍復雜的模型來說就會丟失一些特征特征，這就使我們不得不進行大量的模型修補工作。
1.2.3從PRO/E中啟動ANSYS實現(xiàn)CAD/CAE一體化
ANSYS還具有從PRO/E中導入*.prt或*.asm的功能，但是按照ANSYS幫助里的提示不能將模型導入。經過實踐研究，CAD的各種文件格式導入到ANSYS中都存在著一些問題。本文最后解決了從PRO/E中啟動ANSYS實現(xiàn)了CAD/CAE的一體化。并發(fā)現(xiàn)也能夠從ANSYS中將模型以*.prt或*.asm的格式導入。而且通過這種途徑導入的模型或啟動ANSYS絕對沒有任何模型元素的丟失。
下面介紹實現(xiàn)的過程；
（1）在同機的同一工作系統(tǒng)下安裝有Pro/E和ANSYS兩種軟件；
保證上述兩種軟件的版本兼容，Pro/E的版本不得高于同期的ANSYS的版本；
（2）開始?程序?CAD/CAM?ANSYS Release7.0?Utilities?ANS_ADSIN Utility?Configurationoptions?OK? Configuration Connection for Pro/E?選擇ANSYSProduct?選擇Graphics device name(NT: Win32)?會出現(xiàn)SUCCESS提示：
給出Pro/Engineer installation path?（在我們的機器上PRO/E的工作路徑是
C:PROGRAM FILESPROE2001）會出現(xiàn)如下提示：
至此，PRO/E和ANSYS接口程序已經設置成功。
——PRO/E的系統(tǒng)實用工具主要集中Utilities 菜單中，個別集中在View菜單中。利用 Utilities菜單中的選項View菜單的個別選項可以系統(tǒng)各項設置值，定制工作環(huán)境，例如定制用戶界面，加載和編輯配置文件等。科技論文，CAD/CAE一體化。。這里利用管理輔助應用程序 Auxiliary Applications將ANSYS Geom加到PART菜單下；用Register找到ANSYS安裝目錄下的protk.dat文件，選中這個文件，再運行start即可。
——完成第一步的設置，應該可以將文件*.prt或*.asm的格式導入ANSYS中，但是導入時程序卻沒有響應；完成以上兩步的設置，在PRO/E中創(chuàng)建完模型后點擊ANSYS GERM應該可以直接進入ANSYS中。有一超時功能中理論上的“無限時間”設置使用不恰當?shù)娜掌谥担@一日期值相當于2004年1月10日，所以到了2004年1月10日，代碼會自動判斷當前時間已經超過無限時間。科技論文，CAD/CAE一體化。。據(jù)PTC介紹，這種超時功能的主要軟件模塊是
“Name Service Demon”(nmsd.exe),所以要對nmsd.exe進行更新。要用一個網上下載的nmsd.rar的補丁來覆蓋以超時的這個模塊。更新了nmsd.exe后實現(xiàn)了點ANSYS GERM后啟動了ANSYS7.0會自動生成*.anf文件，以上所做的工作均可以在Windows2000下順利的運行。進入了ANSYS中在輸入窗口輸入命令：
/inut,文件名（不帶后綴），anf
后再執(zhí)行plot volume即可。科技論文，CAD/CAE一體化。。科技論文，CAD/CAE一體化。。經過此設置文件以.prt的格式導入ANSYS中都不會有任何特征的丟失。
經過以上三步的設置就會發(fā)現(xiàn)PRO/E和ANSYS的無縫接口。
3.3 在PRO/E中建立模型并在ANSYS中分析
3.3.1在PRO/E中建模（一段單板簧）：
一、尺寸的選取
1）b,l由經驗選取2
2）h的確定,要求43
3）H=5h
二、彈阻力的計算
1）彈阻力計算公式
2）彎矩公式
若令Q=0可得kl==l
=0 可得kl-2=l
則N=4
a)的確定
l=,l= b)彈阻力計算
最大負荷時彈阻力為 =0
最小負荷時的彈阻力為
3.3.2將PRO/E中建立的模型導入ANSYS中沒有幾何數(shù)據(jù)的丟失：
3.3.3在ANSYS中對導入的模型進入前處理器
（1）定義單元類型，選取菜單Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete彈出Element Type對話框，單擊按鈕Add彈出Library of Element Types對話框，選擇相應的單元類型，單擊OK按鈕返回Element Types對話框，單擊Close按鈕。科技論文，CAD/CAE一體化。。
（2）定義材料屬性：選取菜單Main Menu>Preprocessor>Materical Props>Materical Models 彈出Define Materical Models Behavior對話框，在右邊的MatericalModels Available 框中連續(xù)雙擊選擇Structural>Linear>Elastic>Isotropic,彈出Linear Isotropic Properties for…..對話框在EX和PRXY選擇相應的值，單擊按鈕返回DefineMaterical Model Behavior 對話框，選擇該對話框菜單Define MaterialModel Behavior>Materical>Exit.定義完單元類型和材料屬性后，對于從PRO/E中導入的模型就可以進行網格劃分了
（3）進行網格劃分：單擊MeshTool對話框中Mesh按鈕彈出MeshAreas拾取對話框，單擊pick all按鈕執(zhí)行網絡劃分操作。科技論文，CAD/CAE一體化。。
（4）退出前處理器MainMenu>Finish.
（5）并且對所做的劃分執(zhí)行存儲，單擊ANSYS Tooler窗口中的SAVE_DB按鈕。
3.3.4執(zhí)行求解，當求解結束后，彈出黃色提示信息對話框顯示Solution is done!表示求解成功完成。觀測等效應力動畫結果。
有限元分析論文范文4
Abstract： The thesis takes Dongfeng Dana TD 485 after single screw drum brakes as the research object to carry out stress analysis of drum brakes. The mechanical models of the main stress components （brake drum， brake shoe and friction plate） are established ignoring some details of brake parts processing. The 2D finite element model of rear drum brake is established based on the 3D finite element software UG， and the finite element analysis software ANSYS workbench is used to establish the friction contact relationship of this brake， and for nonlinear analysis of frictional contact of the brake drum. The stress distribution and deformation of the brake drum under small angular displacement are studied. It provides a reliable basis for the improved design of the brake.
關鍵詞：鼓式制動器；ANSYS workbench；制動鼓；有限元分析；摩擦接觸
Key words： the rear drum brake；ANSYS workbench；drum brake；finite element analysis；frictional contact
中圖分類號：U463.51 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）08-0091-03
0 引言
目前，大多數(shù)重型載貨汽車采用的制動系統(tǒng)為鼓式制動器，其中制動鼓是制動系統(tǒng)中的重要部件之一[1]。目前，制動器的失效大多數(shù)是由于制動鼓的失效引起的，其主要失效形式有：非正常的磨損、掉底、龜裂、開裂、磨損過大[2]，對制動器中的制動鼓進行結構的受力接觸和有限元分析，是提高制動系統(tǒng)制動性能和穩(wěn)定性的重要舉措。論文是以東風德納TD485后單邊驅動橋為研究對象，它是東風德納車橋有限公司全新開發(fā)的重型驅動橋，其制動器總成為漸開線S凸輪式與氣動式相結合的干摩擦I從蹄式鼓式制動器。利用ANSYS workbench有限元技術的接觸分析對制動鼓較為深入的研究摩擦接觸副壓力分布和摩擦變形，為制動器往后的結構參數(shù)的改進與優(yōu)化提供了可靠依據(jù)。
1 鼓式制動器的力學計算模型
1.1 制動器整體受力分析
為了能更為真實地模擬制動鼓的受力分析，本論文首先建立整體的鼓式制動器模型。論文是以東風德納TD485后單驅動橋鼓式制動器為研究對象，該制動器的主要參數(shù)來源于東風德納車橋有限公司提供的《東風德納TD485單邊驅動橋使用與維修手冊》，其部分主要結構參數(shù)如表1所示。
2.2 有限元模型的網格劃分
將在UG中裝配好的三維有限元模型以TXT的格式導入到ANSYS workbench中，并對模型進行幾何處理，為了能準確反映制動鼓的壓力分布以及幾何變形，采用solid226三維二十節(jié)點六面體耦合分析單元，采用切分的方法對其各部件進行網格的劃分。其各部件的有限元網格模型，如圖7所示。其中制動鼓的網格節(jié)點數(shù)為74456，單元數(shù)為14596；制動蹄的網格節(jié)點數(shù)為40555，單元數(shù)為8360；摩擦片的網格節(jié)點數(shù)為10976，單元數(shù)為2046。在網格劃分前定義好制動器各個部件的材料屬性、單元類型。
2.3 制動器接觸對的建立
制動器在制動的過程中，凸輪推動制動蹄，使用鉚釘固定在蹄上摩擦片壓向制動鼓，使鼓與片產生擠壓和摩擦。利用ANSYS workbench中的connections來定義制動器各部件的接觸關系，用以模擬這個復雜的運動過程。在接觸對的建立過程中，依據(jù)接觸分析中目標面和接觸面的選取原則[7]，定義接觸各部件的目標面和接觸面。制動鼓內表面與摩擦片外表面相接觸，根據(jù)接觸原則，定義鼓的內表面為目標面，片的外表面為接觸面，設置接觸類型為“摩擦”，摩擦系數(shù)選取0.38；同理可得，制動蹄與摩擦片的接觸，蹄的外表面為目標面，片的內表面為接觸面，設置接觸類型為“綁定”。根據(jù)各部件選取的材料類型，定義制動器各部件接觸類型為柔-柔接觸類型。
2.4 邊界條件的設置、載荷與約束的施加
有限元分析論文范文5
增強磚砌體組與未增強組受力過程及破壞形式。分析增加纖維網數(shù)量對抗剪強
度增強效果及受力機理。
【關鍵詞】玄武巖纖維網；ANSYS ；磚砌體；增強；抗剪
1. 試件制作
試件的制作及試驗均嚴格執(zhí)行《砌體基本力學性能試驗標準》【1】的要求，采用由9塊磚組成的雙剪試驗，采用多孔磚平均強度為10.31MPa，砂漿平均強度為5.9MPa。截面尺寸為230mm×280mm×350mm（厚×寬×高）共分為D、E、F 三組，每組6個試件。D組是未增強組，增強組是E、F組。增強方式為在試件正立面上粘貼一層纖維網（E組）跟兩層纖維網（F組）。
2. 加載方法和破壞過程
加荷采用規(guī)格為2000KN的微機控制全自動壓力試驗機，需嚴格按照下列步驟操作：1.測量各受剪面尺寸，精確至1mm。2.調整放置于下鋼板試件的位置，使試件豎向幾何中線與上壓板軸線處于同一條直線上。3.當肉眼觀察到試驗機頂板與試件剛剛接觸時，使用勻速連續(xù)加荷方式進行抗剪試驗。把握 好加荷速度將試件控制在1至3分鐘內破壞。當有一個受剪面被剪壞即認為試件破壞，應記錄破壞荷載值和試件破壞特征【1】。
試驗現(xiàn)象表明，D組磚砌體雙剪破壞顯示出脆性特征，迅速且沒有任何征兆。加載到試件的極限值后，試驗機的荷載曲線急劇下降，砌體縱向變形突增。最終破壞現(xiàn)象是：試件被劈成三個獨立體，破壞面的位置處于砂漿與砌塊的豎向粘結面，破壞面平整光滑。由此可以得出，砂漿與磚的粘結力決定砌體的抗剪強度。E組和F組砌體試件為纖維網增強試件，其受剪過程和破壞機理幾乎相似，與D組對比試件的破壞形態(tài)有較大的差別。大多數(shù)試件發(fā)生穿過增強面層的剪切破壞。裂縫呈斷續(xù)狀，寬度不大且有一定的延性。由此形成鮮明對比的是有些試件發(fā)生了增強面層開裂的剪切破壞，裂縫寬度大。表現(xiàn)為明顯的脆性破壞特性。
3. 試驗結果
由實驗數(shù)據(jù)測得，D組抗剪強度平均值為0.45MPa，破壞形式為雙剪破壞。E組抗剪強度平均值為0.65MPa比D組增加了44.4%，破壞形式為雙剪破壞，且纖維網被剪斷。F組抗剪強度平均值為0.69MPa，比D組增加了53%，破壞形式跟E組相似。可見，玄武巖纖維增強層具有較好的抗拉性能及阻裂作用，不但能延緩裂縫的出現(xiàn)，控制裂縫的寬度，還能有效的分擔砌體的剪切荷載，延緩剪切破壞的時間。比較E、F組數(shù)據(jù)，兩者的平均值很接近，說明通過增加纖維網數(shù)量的方式來強化砌體的抗剪性能效果不明顯。
4. 有限元分析
多孔磚和砂漿均采用SOLID65單元，具有可以模擬模型的斷裂和壓碎功能。玄武巖纖維網采用SHELL41膜單元，具有面內薄膜剛度，但是沒有向面外的彎曲剛度，可用于彈性薄壁的殼體結構分析。假定玄武巖纖維網和磚砌體之間的連接保持完好，不考慮相對滑移—跟現(xiàn)實的試驗情況不符。本文采用耦合命令對兩種材料進行粘結.
表1-1 有限元分析結果比較（模型尺寸255mm×230mm×340mm）
組別 抗剪強度平均值（MPa）
增強情況 有限元結果 實驗結果 與試驗結果的偏差
D 未增強 0.52 0.45 15.6%
E 一層CBF網 0.66 0.65 1.0%
F 兩層CBF網 0.64 0.69 7.2%
由表1-1可看出，
（1） ANSYS計算結果與實驗結果很接近，說明用有限元能夠很好的模擬磚砌體的雙剪試驗。
（2） D﹑E﹑F組的有限元結果大致呈遞增的趨勢，驗證了纖維網能夠提高磚砌體的抗剪強度，與實驗結論基本相符。
（3） F組的有限元結果比試驗結果略微有所降低，其原因可能是有限元模擬忽略了網與網之間的粘結，導致有限元結果小于試驗結果。
5. 試驗結論
從試驗現(xiàn)象知，用CBFN進行砌體的抗剪增強是非常有效的。在采用CBFN對磚砌體進行增強時，CBFN的層數(shù)對抗剪強度的影響不大，表明單純增加CBFN的數(shù)量，不能使CBEN充分發(fā)揮作用。砌體的抗剪強度取決于塊體、砂漿和CBFN三者的粘結強度及CBFN的受力性能。可以認為增強墻體的抗剪承載力等于磚砌體的抗剪承載力和纖維網拉桿機制所承擔的抗剪承載力之和【2】。通過本次試驗，只要滿貼一層CBFN 就能達到理想的增強效果。
參考文獻
[1]《砌體基本力學性能試驗標準》GBJ129-90[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社.1994
[2]陳瑤艷，阮積敏，王伯生.普通纖維布加固多孔磚砌體的抗震性能試驗研究，工業(yè)建筑.2004
[3]《砌體結構設計規(guī)范》GB50003-2001 [S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002（1）
[4]朱伯龍.砌體結構設計原理.上海：同濟大學出版社，1998
[5]王欣，繩欽柱，陸洲導.玻璃纖維加固粉煤灰砌塊墻片的有限元分析，工業(yè)建筑，2003，35 （7）
[6]ANSYS公司.ANSYS使用手冊 [Z].2000
[7] 葉芳菲，顧祥林，張偉平等.碳纖維加固磚墻抗剪性能的有限元分析，結構工程2005，21 （7）
[8]趙穎華，李宏男等.FRP加固混凝土結構技術中的力學問題研究進展.中國纖維增強材料（FRP）混凝土結構學術交流會論文集.北京.2000年6月，312-316
有限元分析論文范文6
關鍵詞：機床龍門銑橫梁導軌有限元分析
前言：在金屬切削機床中，機床導軌是機床的重要組成部分之一，橫梁導軌的精度對機床的幾何精度影響較大而且不容易控制，導軌的行程越大對機床的整體剛度和精度影響就越大，不同的導軌布置對橫梁的變形影響差異很大，本文中著重對相同截面的橫梁不同形式的導軌進行有限元分析，分析結果表明，橫梁偏置導軌的受力狀況較好。
1.現(xiàn)狀對比分析
目前龍門銑橫梁導軌90%都是兩導軌面在同一平面上，這種導軌布局是現(xiàn)有機床普遍采用的結構，這種結構形式簡單，加工容易，加工時一次性對刀就能夠完成兩個導軌的加工，但其抗扭轉能力較差，橫梁截面積使用率低（有效的抗扭轉面積），除導軌部分以外其余部分只提高了橫梁的剛度而不能提高導軌的抗扭轉能力，而另一種結構就是專利文獻03278071.0中提到的龍門加工中心的橫梁導軌結構，橫梁兩條導軌的導軌面在一個與垂直方向成一個夾角的平面上，其能夠提高機床橫梁的抗扭轉變能力，但是將導軌加工成與基面成一定夾角的形式在加工過程中，幾何精度很難保證，必然要增加加工輔助設備，進而增加了生產成本。
2.模型的建立與有限元對比分析
本文介紹一種偏置式導軌布置結構，這種偏置導軌能夠提高橫梁的抗扭轉能力，加工工藝又很容易保證，通過對兩種不同導軌布置形式的橫梁進行分析，得出偏置式導軌具有較好的抗扭轉能力，能夠提高橫梁扭轉剛度，是一種非常合理的導軌布置形式，在設計過程中經過對現(xiàn)有橫梁結構進行優(yōu)化設計得出，偏置式的導軌形式不僅滿足了橫梁的抗扭轉能力的要求，加工工藝更加合理；更能滿足現(xiàn)代化機床發(fā)展的需要；如圖1所示，圖為龍門銑的結構示意圖，橫梁以及滑座整個安裝在立柱的前導軌面處，橫梁受力狀態(tài)比較復雜，不僅要抵抗重力變形，還有承受加工過程中的彎扭組合變形，橫梁導軌的結構形式直接影響了橫梁在整個機床中的抗彎扭能力。
滑座及滑枕安裝在橫梁的前導軌面，如圖2所示為橫梁截面圖，其中上導軌1相對下導軌7向橫梁內側偏移一個距離,使得兩個導軌處于一種偏置狀態(tài)，導軌布置的偏置量可以根據(jù)橫梁的實際狀況通過計算確定，通過有限元分析最終確定具體的數(shù)值；上導軌向橫梁內側偏移后，兩導軌面不在同一平面上，兩導軌的受力狀態(tài)也發(fā)生了改變，偏置后的階梯導軌比原有的導軌有更好的受力狀態(tài)，圖2中，滑座5及滑枕4的整體重心向橫梁內側偏移，將導軌的切削時受力狀態(tài)簡化為如圖3、4所示形式，在橫梁的后導軌處增加固定約束，上背板2及滑座5主導軌面對橫梁產生的壓力如圖示，前導軌面處增加相同的壓力，通過有限元分析，分析結果如下圖所示，導軌的尺寸不變橫梁截面不變的情況下，將上導軌向橫梁內側偏移后，橫梁導軌處的抗扭轉變形為4.63×10-5 mm，應力為0.45N/mm2, 導軌在一個平面上時，橫梁導軌處的抗扭轉變形為9.05×10-5 mm，應力為0.8 N/mm2，相同的約束條件，相同的受力狀態(tài)，變形及應力情況都有很大變化，從分析結果上看很容易看出，偏置后的導軌受力狀態(tài)要比未偏置的好很多；
結束語：
從分析數(shù)據(jù)上看，偏置式導軌要比傳統(tǒng)的導軌形式的抗扭轉能力強，同時相同截面的橫梁，上導軌向內側偏移橫梁的重量會減小很多，由于橫梁自重引起的變形也會減小，在實際生產中更能滿足龍門銑橫梁的扭轉剛度要求，能夠保證機床橫梁具有更好的剛度，減小了橫梁的變形，從而提高了機床的穩(wěn)定性，提高機床橫梁截面積的使用率。
