《飛機(jī)結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度》課程設(shè)計(jì)報(bào)告簡單剛架結(jié)構(gòu)受力分析專業(yè)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：所屬學(xué)院：航空工程學(xué)院指導(dǎo)教師：一、目的與意義本課題旨在探究限元法在分析飛機(jī)結(jié)構(gòu)力學(xué)有關(guān)問題時(shí)的作用，使我們對(duì)有限元法有個(gè)基本的了解，并鍛煉我們的自主分析能力和對(duì)有限元分析軟件的實(shí)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(xué)近似的方法對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進(jìn)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(shí)系統(tǒng)。有限元分析是用較簡單的問題代替復(fù)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(duì)每一單元假定一個(gè)合適的(較簡單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)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(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問題被較簡單的問題所代替。由于大多數(shù)實(shí)際問題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)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(shí)際連續(xù)域的離散單元。有限元的概念早在幾個(gè)世紀(jì)前就已產(chǎn)生并得到了應(yīng)用，例如用多邊形（有限個(gè)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(yīng)用于航空器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算，并由于其方便性、實(shí)用性和有效性而引起從事力學(xué)研究的科學(xué)家的濃厚興趣。經(jīng)過短短數(shù)十年的努力，隨著計(jì)算機(jī)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(qiáng)度分析計(jì)算擴(kuò)展到幾乎所有的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，成為一種豐富多彩、應(yīng)用廣泛并且實(shí)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(duì)荷載作用下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。ANSYS是一個(gè)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(jìn)歷史,作為世界CAE工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用領(lǐng)域,并為用戶提供了方便的模塊化功能選項(xiàng)。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(chǎng)分析模塊、流體分析模塊、聲學(xué)分析模塊等。它的前后處理系統(tǒng)非常強(qiáng)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(gè)步驟:(1)進(jìn)入前處理,設(shè)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(jìn)入后處理設(shè)置與分析程序相關(guān)的求解程序及參數(shù),并直接遞交運(yùn)算或產(chǎn)生計(jì)算文件,例如,確定分析類型(靜力、動(dòng)力、非線性等),工況組合以及要求輸出的結(jié)果。(4)評(píng)價(jià)分析結(jié)果角度變化量（弧度）五、結(jié)論與分析經(jīng)驗(yàn)證，通過ANSYS計(jì)算出的結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果存在一定的誤差，說明模擬實(shí)際情況進(jìn)行分析與理論計(jì)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(xiàn)《ANSYS有限元分析實(shí)用教程》----李黎明編著2005年1月第一版七、本課程學(xué)習(xí)體會(huì)與建議通過這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)有限元法有了更加全面的認(rèn)識(shí)，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(jì)算結(jié)果不對(duì)等等，但經(jīng)過耐心細(xì)致的尋找錯(cuò)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(zhǔn)備工作也有很大關(guān)聯(lián)，而且是整個(gè)安裝過程中最初的一步，安裝時(shí)如果失誤易導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致很多問題。網(wǎng)格劃分太稀疏會(huì)導(dǎo)致計(jì)算不準(zhǔn)確，無法得到正確的結(jié)果；網(wǎng)