1、科技企業(yè)實(shí)習(xí)報告5000字緒論知識是人類進(jìn)步的階梯，而學(xué)習(xí)知識不僅僅靠從書本上獲取而重要的在于經(jīng)驗(yàn)。理論知識往往過于標(biāo)準(zhǔn)化，僅僅靠掌握理論，一點(diǎn)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)都沒有的話，事實(shí)上是沒有實(shí)際效應(yīng)的，現(xiàn)實(shí)中的事情往往是千變?nèi)f化的，運(yùn)用起來解決具體情況多半是教條的。無數(shù)事實(shí)證明：只有將理論知識與實(shí)際很好結(jié)合起來，才能將知識運(yùn)用到最高境界，為了學(xué)有所長，學(xué)有所用，為了使自己擁有真正的能力，面對充滿競爭與壓力的社會環(huán)境，結(jié)合自己所學(xué)的專業(yè)知識，學(xué)校安排我們到四川廣元博銳科技有限公司實(shí)習(xí)。這次實(shí)習(xí)能與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，有助于我們更好的理解課堂上老師所講的知識，學(xué)校每年都安排學(xué)生到工廠實(shí)習(xí)，增長學(xué)生的見識，鞏固課

2、本知識，讓我們了解工廠的一般運(yùn)作過程，為我們以后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。XX年10月9日XX年11月14日我們機(jī)械學(xué)院就安排我們到四川廣元博銳科技有限公司實(shí)習(xí)，讓我們學(xué)到了很多知識，也見到了很多以前從未見過的先進(jìn)設(shè)備。通過自己的學(xué)習(xí)，還有請教廠里的師傅，以及在網(wǎng)上搜尋相關(guān)資料，讓我們的知識得以鞏固與完善，并能順利完成本篇實(shí)習(xí)報告。公司簡介廣元博銳精工科技有限公司成立于XX年，總占地百畝，建有廠房、辦公樓，員工宿舍樓，活動中心等等，擁有機(jī)械、模具、熱處理、鈑金、裝配、噴漆等工藝裝備生產(chǎn)線，長期從事精密機(jī)械零件、通用模具、精密模具、機(jī)電設(shè)備、數(shù)控機(jī)床及配件等產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)。產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)，質(zhì)量

3、優(yōu)異，在國內(nèi)機(jī)械、模具、機(jī)床等行業(yè)享有盛譽(yù)。公司堅(jiān)持“科技興業(yè)、質(zhì)量”的發(fā)展理念，秉承臺灣機(jī)床的先進(jìn)技術(shù)理念，注重以先進(jìn)的技術(shù)和穩(wěn)定的品質(zhì)給客戶提供滿意的使用體驗(yàn)。公司的研發(fā)“捷?！毕盗袛?shù)控機(jī)床，采用國際先進(jìn)的FANUC、三菱等控制系統(tǒng)，導(dǎo)軌、絲桿、電機(jī)等核心部件采用國際知名品牌，操作簡便、高精度、高效率、高可靠性，結(jié)合當(dāng)今先進(jìn)科技的高性價比設(shè)備，受到廣大用戶的信賴和好評。公司數(shù)控機(jī)床主要核心產(chǎn)品包括：硬軌加工中心機(jī)系列、兩軸線軌加工中心機(jī)系列、高速高精度零件加工中心機(jī)系列、龍門加工中心機(jī)系列、重切削內(nèi)齒輪頭加工中心機(jī)系列、臥式加工中心系列、雕銑機(jī)系列、鉆銑中心機(jī)系列、走心式高速數(shù)控車床系列、

4、數(shù)控車床系列等。公司擁有一支實(shí)力雄厚的專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍，技術(shù)和創(chuàng)新能力在全國同行業(yè)處于領(lǐng)先水平，并與日本三菱、日本法那科、西門子等世界一流企業(yè)建立了緊密的合作關(guān)系。臺灣凱豐機(jī)械股份有限公司授權(quán)我司為中國總代理，XX年成立凱豐機(jī)械，遠(yuǎn)銷亞洲、歐美、中國、越南、馬來西亞、新加坡地區(qū)等，以作為團(tuán)隊(duì)共同信念與目標(biāo)，積極開發(fā)各式CNC精密機(jī)械，目前全系列機(jī)種皆通過國際CE安全認(rèn)證，并擁有多項(xiàng)專利。企業(yè)文化廣元博銳精工科技有限公司是國家高新技術(shù)企業(yè)，公司自成立以來，一路隨著臺灣機(jī)械業(yè)的成長和壯大。公司專業(yè)從事數(shù)控機(jī)床的開發(fā)、制造、銷售及服務(wù)。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航天、汽車、電子、精密模具與機(jī)械零件加工等行業(yè)公司主

5、要核心產(chǎn)品分別為：硬軌加工中心系列、兩軸線軌系列、高速高精度零件加工中心機(jī)系列、龍門加工中心機(jī)系列、重切削內(nèi)齒輪頭系列、臥式加工中心系列、雕銑機(jī)系列、鑽銑中心機(jī)系列、其它類機(jī)床系列、數(shù)控車床系列等等。公司擁有一支實(shí)力雄厚的專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍，技術(shù)和創(chuàng)新能力在全國同行業(yè)處于領(lǐng)先水平。并與日本三菱、日本法那科、西門子等世界一流企業(yè)建立了緊密的合作。企業(yè)宗旨把每一件簡單的事做好就是不簡單；把每一件平凡的事做好就是不平凡；經(jīng)營理念誠信博愛，務(wù)實(shí)共贏；發(fā)展理念創(chuàng)新務(wù)實(shí) 超越自我 追求卓越；技術(shù)理念標(biāo)準(zhǔn)決定品質(zhì)；人品決定產(chǎn)品；服務(wù)理念人至上,客至尊；人才理念沒有失敗的人生只有提前放棄的人生；合作理念開誠布公，互

6、相信任，團(tuán)結(jié)奮斗；管理理念文化的熏陶 制度的約束；為人理念提倡正直誠實(shí)、敢于創(chuàng)新、勇于負(fù)責(zé)的職業(yè)精神。1 實(shí)習(xí)任務(wù)實(shí)習(xí)目的本次實(shí)習(xí)其主要目的在于通過實(shí)習(xí)使學(xué)生獲得對基本生產(chǎn)的感性知識，理論聯(lián)系實(shí)際，擴(kuò)大知識面；同時專業(yè)實(shí)習(xí)又是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生業(yè)務(wù)能力及素質(zhì)的重要渠道，培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生具有吃苦耐勞的精神，也是學(xué)生接觸社會、了解產(chǎn)業(yè)狀況、了解國情的一個重要途徑，逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)生到社會的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們初步擔(dān)任技術(shù)工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能；體驗(yàn)企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實(shí)際知識，對我們學(xué)習(xí)后面的課程乃至以后后的工作，都是十分必要的基礎(chǔ)。此次實(shí)習(xí)我們要達(dá)到以下幾點(diǎn)：通過現(xiàn)場參觀與調(diào)研，了解

7、某一產(chǎn)品的機(jī)械制造生產(chǎn)過程；熟悉主要典型零件的機(jī)械加工工藝過程，了解擬定機(jī)械加工工藝過程的一般原則及進(jìn)行工藝分析的方法；了解機(jī)床典型零部件的裝配工藝；了解一般刀、夾、量具的結(jié)構(gòu)及使用方法；參觀工廠計(jì)量室與車間檢驗(yàn)室，了解公差與測量技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用；參觀設(shè)備及特種加工，以擴(kuò)大學(xué)生的專業(yè)知識面以及對新工藝、新技術(shù)的了解。實(shí)習(xí)安排實(shí)習(xí)時間：XX年10月9日XX年11月14日實(shí)習(xí)地點(diǎn)：四川省廣元市利州區(qū)博銳科技有限公司實(shí)習(xí)內(nèi)容：對零件鋁殼體編工藝及對其進(jìn)行加工各階段分工為保證實(shí)習(xí)目標(biāo)的順利完成，將此次實(shí)習(xí)分為四個階段。階段：前期準(zhǔn)備時間：第3周第六周地點(diǎn)：校內(nèi)內(nèi)容：零件建模、生成二維工程圖、規(guī)劃工藝

8、路線，夾具設(shè)計(jì)。第二階段：企業(yè)實(shí)踐時間：第7周第12周；地點(diǎn)：實(shí)習(xí)企業(yè)內(nèi)容：規(guī)范、修改并確定工藝路線和數(shù)控程序，學(xué)習(xí)并掌握數(shù)控機(jī)床的操作方法、適應(yīng)制造企業(yè)的工作環(huán)境，動手加工出所設(shè)計(jì)的零件，并帶回學(xué)校。第三階段：工程分析時間：第13周第16周地點(diǎn)：校內(nèi)；內(nèi)容：對所加工零件進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度分析，培養(yǎng)學(xué)生工程分析能力；工程分析能力培訓(xùn)主講老師：趙知辛；各組指導(dǎo)老師輔助指導(dǎo)。第四階段：總結(jié)報告時間：第17周第18周地點(diǎn)：校內(nèi)內(nèi)容：整理資料，撰寫實(shí)習(xí)報告，評定成績。實(shí)習(xí)內(nèi)容要求實(shí)習(xí)簡要內(nèi)容：根據(jù)企業(yè)提供的零件圖紙，了解零件的功能，建立零件的三維模型并生成二維工程圖。掌握常用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，具有初步產(chǎn)品

9、設(shè)計(jì)的能力。針對上述零件，制定其加工工藝規(guī)程并設(shè)計(jì)其中一道工序加工所用的夾具。學(xué)會工藝分析，具有編制中等復(fù)雜零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的初步能力，具有設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度機(jī)床夾具的初步能力。編寫數(shù)控加工部分工序的NC程序，進(jìn)行模擬仿真。掌握常見數(shù)控編成軟件的使用，具備中等復(fù)雜零件數(shù)控編程的初步能力。在企業(yè)里完成零件的實(shí)際加工根據(jù)使用工況，對所加工零件進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度分析，提升工程分析能力，使學(xué)生具備簡單零件分析能力。實(shí)習(xí)注意事項(xiàng)：注意空中的桁車；留意腳下的銳器和鐵屑；不正對旋轉(zhuǎn)的工件及刀具觀察；不隨意觸摸設(shè)備、刀具或零件；注意實(shí)習(xí)安全，女同學(xué)要帶工作帽，要穿硬底鞋，在工廠不得打鬧，服從教師的統(tǒng)一指揮；要求學(xué)

10、生每人準(zhǔn)備日常洗簌用品、衣服和必需的生活費(fèi)等；火車上必要的食品；實(shí)習(xí)期間不得無故缺勤，有事須提前向指導(dǎo)教師請假。嚴(yán)格遵守工廠各項(xiàng)規(guī)章制度，按時上下班，尤其是注意安全，防止發(fā)生意外事故；文明實(shí)習(xí)，展示現(xiàn)代大學(xué)生的精神風(fēng)貌。2 實(shí)習(xí)主要過程及零件的工裝零件建模與生成二維工程圖零件三維圖按照企業(yè)發(fā)的圖紙首先對零件進(jìn)行了三維建模，以便于對零件有個更清楚的認(rèn)識，方便后面的加工順利進(jìn)行。略初步規(guī)劃工藝路線初步規(guī)劃的工藝路線為：鑄造清砂鏜24mm的孔，留半精鏜余量精鏜24mm的孔，加工到尺寸鏜25mm的孔，加工到尺寸銑24mm平面鉆與的孔，留粗鏜加工余量粗鏜的孔，留半精鏜加工余量精鏜的孔，加工到尺寸車下端面

11、及7mm的端面，車25mm，27mm外圓，車5mm，7mm的外圓，車寬度為2mm，的槽精車寬度為的槽銑25mm上表面，距離為4mm的兩平面，寬度為2mm的槽車倒角檢驗(yàn)。1初步規(guī)劃的工藝路線卡片規(guī)范、修改并確定工藝路線及工序卡片規(guī)范、修改并確定的工藝路線確定的工藝路線：下30mm400mm的棒料車上端面車30mm外圓到27 mm，長21mm 車25 mm的外圓，高度為7mm車7mm的外圓，高度為3mm倒C1的角車5mm的外圓，高度為2mm車25 mm的外圓，高度為切斷，去毛刺車端面到尺寸粗鏜的內(nèi)孔，高度為半精鏜24mm的內(nèi)孔，高度為半精鏜的內(nèi)孔，寬度為2mm，高度為車的外圓，高度為倒的角 車寬度

12、為2mm的圓槽，保證與最外面圓的距離為銑2- 孔與2-孔，并且保證2-孔高度為且保證倆圓心中心矩為銑5mm的圓柱面上兩個相互平行并與在中心面垂直的平面與銑與槽，深度為1mm。確定的工藝路線卡片工序二：車工序二的任務(wù)為：車上端面車30mm外圓到27 mm，長21mm車25 mm的外圓，高度為7mm車7mm的外圓，高度為3mm倒C1的角車5mm的外圓，高度為2mm車25 mm的外圓，高度為切斷，去毛刺車端面到尺寸粗鏜的內(nèi)孔，高度為半精鏜24mm的內(nèi)孔，高度為半精鏜的內(nèi)孔，寬度為2mm，高度為車的外圓，高度為倒的角車寬度為2mm的圓槽，保證與最外面圓的距離為。工序二的工序卡片工序二所用的NC代碼工序

13、二所用的NC代碼工序二所用加工設(shè)備用于加工該工序的機(jī)床為JR6140數(shù)控車床，因?yàn)樵摿慵拿鳛榘袅喜⑶以摿慵拿鳛?0mm，而該數(shù)控車床的最大棒料通孔直徑為70mm，一次性可以裝30mmX100mm的棒料，節(jié)約工時。下面為該設(shè)備的詳細(xì)信息：略(3)工步二：在5mm的圓柱面上銑兩個相互平行并與在中心線垂直的平面，其距離為4 mm和銑月牙形狀的槽，保證一端與中心距離為。工步二卡片設(shè)計(jì)該工步所需的工裝由于該零件尺寸較小，不便加工，所以在進(jìn)行該工步加工時要設(shè)計(jì)工裝，可以方便的對該零件進(jìn)行裝夾，并且可以對零件的損壞降低到最小。該工裝的設(shè)計(jì)方便的解決了工件的裝夾問題，還很好的提高了工件的加工效率。所以

14、該工裝的設(shè)計(jì)還是比較完美的，以下便是對所設(shè)計(jì)工裝的詳細(xì)介紹：略3 基于ANSYS齒輪傳動的有限元分析ANSYS是隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種在計(jì)算數(shù)學(xué)，計(jì)算力學(xué)和計(jì)算工程科學(xué)領(lǐng)域最有效的通用有限元分析軟件。它是融結(jié)構(gòu)，熱，流體，電磁，聲學(xué)于一體的大型通用有限元商用分析軟件。利用ANSYS有限元分析，可以對各種機(jī)械零件，構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力，應(yīng)變，變形，疲勞分析，并對某些復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)虛擬的設(shè)計(jì)，從而大大節(jié)省人力，財力和物力。由于其方便性、實(shí)用性和有效性，ANSYS軟件在各個領(lǐng)域，特別是機(jī)械工程當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。齒輪是機(jī)械中常用的一種零件，其在工作的過程中會產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)變和變形，

15、為保證其正常工作需要對齒輪的輪齒和整體受力進(jìn)行分析，保證其剛度和強(qiáng)度的要求。本論文采用ANSYS軟件對齒輪進(jìn)行靜力學(xué)分析和優(yōu)化實(shí)現(xiàn)對齒輪的虛擬設(shè)計(jì)。齒輪是最重要的零件之一。它具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比正確，使用壽命長等特點(diǎn)，但從零件失效的情況來看，齒輪也是最容易出故障的零件之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在各種機(jī)械故障中，齒輪失效就占故障總數(shù)的60%以上。其中輪齒的折斷又是齒輪失效的主要原因之一。齒輪嚙合過程作為一種接觸行為, 因涉及接觸狀態(tài)的改變而成為一個復(fù)雜的非線性問題。傳統(tǒng)的齒輪理論分析是建立在彈性力學(xué)基礎(chǔ)上的, 對于齒輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算均以兩平行圓柱體對壓的赫茲公式為基礎(chǔ),在計(jì)算過程中存在許多假設(shè)

16、,不能準(zhǔn)確反映齒輪嚙合過程中的應(yīng)力以及應(yīng)變分布與變化。相對于理論分析,有限元法則具有直觀、準(zhǔn)確、快速方便等優(yōu)點(diǎn)。齒廓曲面是漸開線曲面，所以建模的難點(diǎn)和關(guān)鍵在于如何確定精確的漸開線。通過PDL直接在ANSYS中創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，學(xué)習(xí)應(yīng)用ANSYS軟件進(jìn)行建模、網(wǎng)格劃分、靜力加載和求解、模態(tài)分析和熱分析，對求解的結(jié)果進(jìn)行查看，分析和優(yōu)化。4 ANSYS有限元分析任務(wù)有限元概述有限元是隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)代計(jì)算方法。1960年，克拉夫在他的一篇論文平面分析的有限元法中最先引入了有限元這一術(shù)語。這一方法是結(jié)構(gòu)分析專家把桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)中的位移法推廣到求解連續(xù)體介質(zhì)力學(xué)問題而提出來

17、的。這一方法的提出，引起廣泛的關(guān)注，吸引了眾多力學(xué)，數(shù)學(xué)方面的專家學(xué)者對此進(jìn)行研究。有限元法之所以能在1960年立刻獲得成功，一是Clough從結(jié)構(gòu)力學(xué)方法推導(dǎo)的剛度矩陣易于為廣大工程師接受，而有限元法最初也被稱為矩陣近似方法；二是在于這個方法所包含的大量數(shù)值運(yùn)算，而這可以由新發(fā)展起來的數(shù)字計(jì)算機(jī)來完成。在20世紀(jì)70，80年代，許多學(xué)者研究和推導(dǎo)出了許多精確，更高效的單元，在單元形狀，單元節(jié)點(diǎn)和插值函的類型等方面都得到了長足的發(fā)展。20世紀(jì)70年代，等參元的提出為研發(fā)出新的單元開辟了新的途徑，推動了有限元的發(fā)展。經(jīng)過近幾十年的努力，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

18、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?，F(xiàn)在有限元方法的發(fā)展趨勢是集成化、通用化、輸入智能化和結(jié)構(gòu)輸出可視化。所謂集成化是一個有限元程序包往往包括了各種各樣的單元，并包括了許多材料的本構(gòu)關(guān)系，使用者可以根據(jù)需要選擇和組合；通用化是一個通用程序同時又解決靜力分析、動力分析、熱傳導(dǎo)、電場等各種問題的模塊；輸入智能化、圖形化是計(jì)算機(jī)輔助輸入，只要輸入輪廓邊界的關(guān)鍵點(diǎn)及計(jì)算所需節(jié)點(diǎn)數(shù)和單元類型，即可自動進(jìn)行單元網(wǎng)格劃分，并且其結(jié)果以圖形方法表達(dá)出來。這樣可以快捷，直觀且易于發(fā)現(xiàn)錯誤而及時改正；輸出結(jié)果可視化是計(jì)算所得的應(yīng)力場、位移場、流態(tài)場等均可用多

19、方位，多層次的圖形或圖像表示出來，非常直觀，便于分析判斷，有些學(xué)者稱之為仿真或數(shù)值分析。有限元法分析計(jì)算的思路和做法可歸納如下：物體離散化將某個工程結(jié)構(gòu)離散為由各種單元組成的計(jì)算模型，這一步稱作單元剖分。離散后單元與單元之間利用單元的節(jié)點(diǎn)相互連接起來；單元節(jié)點(diǎn)的設(shè)置、性質(zhì)、數(shù)目等應(yīng)視問題的性質(zhì)，描述變形形態(tài)的需要和計(jì)算進(jìn)度而定。所以有限元中分析的結(jié)構(gòu)已不是原有的物體或結(jié)構(gòu)物，而是同新材料的由眾多單元以一定方式連接成的離散物體。這樣，用有限元分析計(jì)算所獲得的結(jié)果只是近似的。如果劃分單元數(shù)目非常多而又合理，則所獲得的結(jié)果就與實(shí)際情況相符合。單元特性分析A、選擇位移模式在有限單元法中，選擇節(jié)點(diǎn)位移作

20、為基本未知量時稱為位移法；選擇節(jié)點(diǎn)力作為基本未知量時稱為力法；取一部分節(jié)點(diǎn)力和一部分節(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量時稱為混合法。位移法易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算自動化，所以，在有限單元法中位移法應(yīng)用范圍最廣。當(dāng)采用位移法時，物體或結(jié)構(gòu)物離散化之后，就可把單元總的一些物理量如位移，應(yīng)變和應(yīng)力等由節(jié)點(diǎn)位移來表示。這時可以對單元中位移的分布采用一些能逼近原函數(shù)的近似函數(shù)予以描述。通常，有限元法我們就將位移表示為坐標(biāo)變量的簡單函數(shù)。B、分析單元的力學(xué)性質(zhì)根據(jù)單元的材料性質(zhì)、形狀、尺寸、節(jié)點(diǎn)數(shù)目、位置及其含義等，找出單元節(jié)點(diǎn)力和節(jié)點(diǎn)位移的關(guān)系式，這是單元分析中的關(guān)鍵一步。此時需要應(yīng)用彈性力學(xué)中的幾何方程和物理方程來建立力和位

21、移的方程式，從而導(dǎo)出單元剛度矩陣，這是有限元法的基本步驟之一。C、計(jì)算等效節(jié)點(diǎn)力物體離散化后，假定力是通過節(jié)點(diǎn)從一個單元傳遞到另一個單元。但是，對于實(shí)際的連續(xù)體，力是從單元的公共邊傳遞到另一個單元中去的。因而，這種作用在單元邊界上的表面力、體積力和集中力都需要等效的移到節(jié)點(diǎn)上去，也就是用等效的節(jié)點(diǎn)力來代替所有作用在單元上得力。單元組集利用結(jié)構(gòu)力的平衡條件和邊界條件把各個單元按原來的結(jié)構(gòu)重新連接起來，形成整體的有限元方程。求解未知節(jié)點(diǎn)位移解有限元方程式得出位移。這里，可以根據(jù)方程組的具體特點(diǎn)來選擇合適的計(jì)算方法。通過上述分析，可以看出，有限單元法的基本思想是一分一合，分是為了就進(jìn)行單元分析，合則

22、為了對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析。有限元的發(fā)展概況1943年 courant在論文中取定義在三角形域上分片連續(xù)函數(shù)，利用最小勢能原理研究的扭轉(zhuǎn)問題。1960年 clough的平面彈性論文中用有限元法這個名稱。1965年 馮康發(fā)表了論文基于變分原理的差分格式，這篇論文是國際學(xué)術(shù)界承認(rèn)我國獨(dú)立發(fā)展有限元方法的主要依據(jù)。1970年 隨著計(jì)算機(jī)和軟件的發(fā)展，有限元發(fā)展起來。涉及的內(nèi)容：有限元所依據(jù)的理論，單元的劃分原則，形狀函數(shù)的選取及協(xié)調(diào)性。有限元法涉及：數(shù)值計(jì)算方法及其誤差、收斂性和穩(wěn)定性。應(yīng)用范圍：固體力學(xué)、流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)、電磁學(xué)、聲學(xué)、生物力學(xué)求解的情況：桿、梁、板、殼、塊體等各類單元構(gòu)成的彈性、

23、彈塑性或塑性問題。能求解各類場分布問題，水流管路、電路、潤滑、噪聲以及固體、流體、溫度相互作用的問題。選題背景齒輪是最重要的零件之一。它具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比正確，使用壽命長等特點(diǎn)，但從零件失效的情況來看，齒輪也是最容易出故障的零件之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在各種機(jī)械故障中，齒輪失效就占故障總數(shù)的60%以上。其中輪齒的折斷又是齒輪失效的主要原因之一。齒輪嚙合過程作為一種接觸行為, 因涉及接觸狀態(tài)的改變而成為一個復(fù)雜的非線性問題。傳統(tǒng)的齒輪理論分析是建立在彈性力學(xué)基礎(chǔ)上的, 對于齒輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算均以兩平行圓柱體對壓的赫茲公式為基礎(chǔ),在計(jì)算過程中存在許多假設(shè),不能準(zhǔn)確反映齒輪嚙合過程中的應(yīng)力以及

24、應(yīng)變分布與變化。相對于理論分析,有限元法則具有直觀、準(zhǔn)確、快速方便等優(yōu)點(diǎn)。ANSYS 是一個融結(jié)構(gòu)、熱、流體、電、磁、聲學(xué)于一體的大型通用有限元軟件。作為目前最流行的有限元軟件之一,它具備功能強(qiáng)大、兼容性好、使用方便、計(jì)算速度快等優(yōu)點(diǎn),成為工程師們開發(fā)設(shè)計(jì)的首選,廣泛應(yīng)用于一般工業(yè)及科學(xué)研究領(lǐng)域。而在機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中,主要在于分析機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受到負(fù)載后產(chǎn)生的反應(yīng),如位移、應(yīng)力、變形等,根據(jù)該反應(yīng)判斷是否符合設(shè)計(jì)要求。本文主要工作利用ANSYS對分析模型進(jìn)行靜力分析利用ANSYS對分析模型進(jìn)行模態(tài)分析利用ANSYS對分析模型進(jìn)行熱分析5 在ANSYS中建立齒輪分析模型幾何模型的建立齒輪的具體基本參

25、數(shù)和尺寸表齒輪的具體基本參數(shù)和尺寸材料 泊松比 彈性模量 模數(shù) 齒數(shù) 分度圓壓力角 齒頂高系數(shù) 頂隙系數(shù)45鋼 u= 206GPa M= Z=49 a=20 1標(biāo)準(zhǔn)中心距 齒厚a=125mm B=20mm漸開線的生成原理5在ANSYS中進(jìn)行幾何建模，首先需要定義坐標(biāo)系。ANSYS提供了直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)、球坐標(biāo)三種坐標(biāo)系可供選用。鑒于漸開線在極坐標(biāo)中具有最簡單的方程形式便于幾何建模，故在ANSYS中，首先定義部極坐標(biāo)系為工作坐標(biāo)系，建立漸開線極坐方程：(1)(2)式中漸開線上各點(diǎn)壓力角(弧度)Rb漸開線的基圓半徑漸開線上各點(diǎn)的展角利用式(1)、(2)成關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)后，直接在ANSYS下生成相應(yīng)的

26、關(guān)鍵點(diǎn)，再利用ANSYS中的Bsplines功能即可生成所需的漸開線。圖 漸開線生成原理圖 圖 齒輪嚙合實(shí)體幾何模型的網(wǎng)格劃分ANSYS有限元網(wǎng)格劃分是進(jìn)行數(shù)值模擬分析至關(guān)重要的一步，它直接影響著后續(xù)數(shù)值計(jì)算分析結(jié)果的精確性。網(wǎng)格劃分涉及單元的形狀及其拓?fù)漕愋?、單元類型、網(wǎng)格生成器的選擇、網(wǎng)格的密度、單元的編號以及幾何體素。從幾何表達(dá)上講，梁和桿是相同的，從物理和數(shù)值求解上講則是有區(qū)別的。同理，平面應(yīng)力和平面應(yīng)變情況設(shè)計(jì)的單元求解方程也不相同。在有限元數(shù)值求解中，單元的等效節(jié)點(diǎn)力、剛度矩陣、質(zhì)量矩陣等均用數(shù)值積分生成，連續(xù)體單元以及殼、板、梁單元的面內(nèi)均采用高斯積分，而殼、板、梁單元的厚度方向

27、采用辛普生積分。辛普生積分點(diǎn)的間隔是一定的，沿厚度分成奇數(shù)積分點(diǎn)。由于不同單元的剛度矩陣不同，采用數(shù)值積分的求解方式不同，因此實(shí)際應(yīng)用中，一定要采用合理的單元來模擬求解。6ANSYS網(wǎng)格劃分的指導(dǎo)思想ANSYS網(wǎng)格劃分的指導(dǎo)思想是首先進(jìn)行總體模型規(guī)劃，包括物理模型的構(gòu)造、單元類型的選擇、網(wǎng)格密度的確定等多方面的內(nèi)容。在網(wǎng)格劃分和初步求解時，做到先簡單后復(fù)雜，先粗后精，2D單元和3D單元合理搭配使用。為提高求解的效率要充分利用重復(fù)與對稱等特征，由于工程結(jié)構(gòu)一般具有重復(fù)對稱或軸對稱、鏡象對稱等特點(diǎn)，采用子結(jié)構(gòu)或?qū)ΨQ模型可以提高求解的效率和精度。利用軸對稱或子結(jié)構(gòu)時要注意場合，如在進(jìn)行模態(tài)分析、屈曲

28、分析整體求解時，則應(yīng)采用整體模型，同時選擇合理的起點(diǎn)并設(shè)置合理的坐標(biāo)系，可以提高求解的精度和效率，例如，軸對稱場合多采用柱坐標(biāo)系。有限元分析的精度和效率與單元的密度和幾何形狀有著密切的關(guān)系，按照相應(yīng)的誤差準(zhǔn)則和網(wǎng)格疏密程度，避免網(wǎng)格的畸形。在網(wǎng)格重劃分過程中常采用曲率控制、單元尺寸與數(shù)量控制、穿透控制等控制準(zhǔn)則。在選用單元時要注意剪力自鎖、沙漏和網(wǎng)格扭曲、不可壓縮材料的體積自鎖等問題。7ANSYS軟件平臺提供了網(wǎng)格映射劃分和自由適應(yīng)劃分的策略。映射劃分用于曲線、曲面、實(shí)體的網(wǎng)格劃分方法，可使用三角形、四邊形、四面體、五面體和六面體，通過指定單元邊長、網(wǎng)格數(shù)量等參數(shù)對網(wǎng)格進(jìn)行嚴(yán)格控制，映射劃分只

29、用于規(guī)則的幾何圖素，對于裁剪曲面或者空間自由曲面等復(fù)雜幾何體則難以控制。自由網(wǎng)格劃分用于空間自由曲面和復(fù)雜實(shí)體，采用三角形、四邊形、四面體進(jìn)行劃分，采用網(wǎng)格數(shù)量、邊長及曲率來控制網(wǎng)格的質(zhì)量。ANSYS網(wǎng)格劃分基本原則10 網(wǎng)格數(shù)量網(wǎng)格數(shù)量的多少將影響計(jì)算結(jié)果的精度和計(jì)算規(guī)模的大小。一般來講，網(wǎng)格數(shù)量增加，計(jì)算精度會有所提高，但同時計(jì)算規(guī)模也會增加，所以在確定網(wǎng)格數(shù)量時應(yīng)權(quán)衡兩個因數(shù)綜合考慮。 網(wǎng)格疏密網(wǎng)格疏密是指在結(jié)構(gòu)不同部位采用大小不同的網(wǎng)格，這是為了適應(yīng)計(jì)算數(shù)據(jù)的分布特點(diǎn)。在計(jì)算數(shù)據(jù)變化梯度較大的部位(如應(yīng)力集中處)，為了較好地反映數(shù)據(jù)變化規(guī)律，需要采用比較密集的網(wǎng)格。而在計(jì)算數(shù)據(jù)變化梯度

30、較小的部位，為減小模型規(guī)模，則應(yīng)劃分相對稀疏的網(wǎng)格。這樣，整個結(jié)構(gòu)便表現(xiàn)出疏密不同的網(wǎng)格劃分形式。下面通過實(shí)例給出網(wǎng)格疏密對計(jì)算精度的影響。 單元階次許多單元都具有線性、二次和三次等形式，其中二次和三次形式的單元稱為高階單元。選用高階單元可提高計(jì)算精度，因?yàn)楦唠A單元的曲線或曲面邊界能夠更好地逼近結(jié)構(gòu)的曲線和曲面邊界，且高次插值函數(shù)可更高精度地逼近復(fù)雜場函數(shù)，所以當(dāng)結(jié)構(gòu)形狀不規(guī)則、應(yīng)力分布或變形很復(fù)雜時可以選用高階單元。但高階單元的節(jié)點(diǎn)數(shù)較多，在網(wǎng)格數(shù)量相同的情況下由高階單元組成的模型規(guī)模要大得多，因此在使用時應(yīng)權(quán)衡考慮計(jì)算精度和時間。 網(wǎng)格質(zhì)量網(wǎng)格質(zhì)量是指網(wǎng)格幾何形狀的合理性。質(zhì)量好壞將影響計(jì)

31、算精度。質(zhì)量太差的網(wǎng)格甚至?xí)兄褂?jì)算。直觀上看，網(wǎng)格各邊或各個內(nèi)角相差不大、網(wǎng)格面不過分扭曲、邊節(jié)點(diǎn)位于邊界等份點(diǎn)附近的網(wǎng)格質(zhì)量較好。網(wǎng)格質(zhì)量可用細(xì)長比、錐度比、內(nèi)角、翹曲量、拉伸值、邊節(jié)點(diǎn)位置偏差等指標(biāo)度量。 劃分網(wǎng)格時一般要求網(wǎng)格質(zhì)量能達(dá)到某些指標(biāo)要求。在重點(diǎn)研究的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位，應(yīng)保證劃分高質(zhì)量網(wǎng)格，即使是個別質(zhì)量很差的網(wǎng)格也會引起很大的局部誤差。而在結(jié)構(gòu)次要部位，網(wǎng)格質(zhì)量可適當(dāng)降低。當(dāng)模型中存在質(zhì)量很差的網(wǎng)格(稱為畸形網(wǎng)格)時，計(jì)算過程將無法進(jìn)行。網(wǎng)格分界面和分界點(diǎn)，結(jié)構(gòu)中的一些特殊界面和特殊點(diǎn)應(yīng)分為網(wǎng)格邊界或節(jié)點(diǎn)以便定義材料特性、物理特性、載荷和位移約束條件。即應(yīng)使網(wǎng)格形式滿足邊界條件

32、特點(diǎn)，而不應(yīng)讓邊界條件來適應(yīng)網(wǎng)格。常見的特殊界面和特殊點(diǎn)有材料分界面、幾何尺寸突變面、分布載荷分界線(點(diǎn))、集中載荷作用點(diǎn)和位移約束作用點(diǎn)等。16單元的質(zhì)量和數(shù)量對求解結(jié)果和求解過程影響較大，如果結(jié)構(gòu)單元全部由等邊三角形、正方形、正四面體、立方六面體等單元構(gòu)成，則求解精度可接近實(shí)際值，但由于這種理想情況在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中很難做到。因此根據(jù)模型的不同特征，設(shè)計(jì)不同形狀種類的網(wǎng)格，有助于改善網(wǎng)格的質(zhì)量和求解精度。單元質(zhì)量評價一般可采用以下幾個指標(biāo)：單元的邊長比、面積比或體積比以正三角形、正四面體、正六面體為參考基準(zhǔn)。理想單元的邊長比為1，可接受單元的邊長比的范圍線性單元長寬比小于3，二次單元小于10

33、。對于同形態(tài)的單元，線性單元對邊長比的敏感性較高階單元高，非線性比線性分析更敏感。扭曲度：單元面內(nèi)的扭轉(zhuǎn)和面外的翹曲程度。疏密過渡：網(wǎng)格的疏密主要表現(xiàn)為應(yīng)力梯度方向和橫向過渡情況，應(yīng)力集中的情況應(yīng)妥善處理，而對于分析影響較小的局部特征應(yīng)分析其情況，如外圓角的影響比內(nèi)圓角的影響小的多。節(jié)點(diǎn)編號排布：節(jié)點(diǎn)編號對于求解過程中的總體剛度矩陣的元素分布、分析耗時、內(nèi)存及空間有一定的影響。合理的節(jié)點(diǎn)、單元編號有助于利用剛度矩陣對稱、帶狀分布、稀疏矩陣等方法提高求解效率，同時要注意消除重復(fù)的節(jié)點(diǎn)和單元。 位移協(xié)調(diào)性位移協(xié)調(diào)是指單元上的力和力矩能夠通過節(jié)點(diǎn)傳遞相鄰單元。為保證位移協(xié)調(diào)，一個單元的節(jié)點(diǎn)必須同時也

34、是相鄰單元的節(jié)點(diǎn)，而不應(yīng)是內(nèi)點(diǎn)或邊界點(diǎn)。相鄰單元的共有節(jié)點(diǎn)具有相同的自由度性質(zhì)。否則，單元之間須用多點(diǎn)約束等式或約束單元進(jìn)行約束處理。17實(shí)體建模的最終目的劃分網(wǎng)格以生成節(jié)點(diǎn)和單元，生成節(jié)點(diǎn)和單元的網(wǎng)格劃分過程分為兩個步驟：定義單元屬性；定義網(wǎng)格生成控制并生成網(wǎng)格。定義單元屬性定義材料屬性中彈性模量206Gpa，泊松比PRXY：03，密度為:782103kg/，在本文的討論的問題中，摩擦因數(shù)Mu=o3。具體的操作如下：先定義網(wǎng)格單元。圖 定義網(wǎng)格單元定義材料屬性。圖 定義材料屬性定義網(wǎng)格生成控制并生成網(wǎng)格下面為網(wǎng)格劃分的結(jié)果：圖 劃分網(wǎng)格的具體數(shù)設(shè)置 圖 劃分網(wǎng)格后的齒輪實(shí)體ANSYS靜力加載與靜力求解ANSYS施加邊界條件和加載略6 全文總結(jié)與展望全文總結(jié)在完成本論文的過程中遇到了很多的問題，個問題是如何做出齒廓線，第二個問題是如何劃分網(wǎng)格，第三個是