几何结构优化与频率计算
- 格式:ppt
- 大小:1.56 MB
- 文档页数:46
机械结构固有频率分析与优化设计机械结构的固有频率是指在没有外力作用下,结构自身振动的频率。
对于机械结构而言,固有频率的大小与结构的稳定性、可靠性以及工作性能密切相关。
因此,分析和优化机械结构的固有频率是一项非常重要的工作,它可以帮助我们了解结构的动力特性,并提出相应的优化设计方案。
一、固有频率的概念与应用固有频率是机械结构的一个重要参数,它代表了结构的固有振动特性。
在机械结构设计中,我们常常需要了解结构在不同工作环境下的固有频率,并对其进行优化。
例如,对于一个汽车底盘而言,我们需要确定其在不同路面条件下的固有频率,以保证结构的稳定性和行驶安全性。
固有频率的分析通常采用有限元方法。
有限元方法将结构划分为多个小单元,建立数学模型,并通过求解模型的特征值问题来获得结构的固有频率。
通过分析不同模态下结构的振型,我们可以进一步了解结构的动力特性。
二、固有频率的影响因素机械结构的固有频率受到多个因素的影响。
以下是几个常见的影响因素:1. 结构的材料和几何形状:材料的弹性模量以及结构的几何形状会直接影响结构的固有频率。
通常情况下,刚性材料和几何形状简单的结构具有较高的固有频率。
2. 结构的质量分布:结构的质量分布也会对其固有频率造成影响。
例如,质量偏向某一侧的结构会导致其固有频率发生变化。
3. 结构的支撑和约束条件:结构的支撑和约束条件对其固有频率也有很大影响。
不同的支撑和约束方式会给结构带来不同的刚度,从而改变其固有频率。
三、固有频率的优化设计固有频率的优化设计是提高机械结构性能和可靠性的重要手段。
通过优化结构的材料、几何形状、质量分布以及支撑和约束条件等因素,可以改变结构的固有频率,达到优化设计的目的。
1. 材料的选择与优化:不同材料的弹性模量不同,通过选择合适的材料可以改变结构的固有频率。
例如,在需要降低固有频率的情况下,可以选择弹性模量较低的材料;相反,在需要提高固有频率的情况下,可以选择弹性模量较高的材料。
题目含氟杂环化合物肼解反应机理的理论研究专业方向化学专业,物理化学方向指导教师及薛英小组成员目的和要求1.培养学生综合运用所学数学,物理和化学知识来解决实际问题的能力。
2.提高学生的独立工作能力和科研素养。
3.了解进行科学研究和创新的过程,培养出对理论化学研究的兴趣。
4.初步了解物理化学领域的前沿研究动态。
5.要求学生具有好的数学、物理、英语等相关课程成绩;有一定的计算机应用能力。
6.对从事科学研究兴趣浓厚,有好奇心。
勤奋、善于思考。
7.遵守实验室各种规章制度,特别是安全制度。
参考资料实验路线方法(供学生参考)•方法:气相反应:B3LYP/6-31G**; 溶剂效应:CPCM/B3LYP/6-31G** •程序:Gaussian03•步骤:各稳定点几何结构的优化,频率计算单点能量计算自然键轨道(NBO) 方法计算Wiberg 键级显性溶剂分子和极化连续介质模型(CPCM)计算溶剂效应拟解决的关键问题及创新意义含氟化合物在医药,农业,新材料和氟化学中有广泛的应用,因此实验学家一直致力于寻找简便,经济的方法合成该类化合物。
2003年Buscemi等人报道了第一个通过含氟的五元杂环在DMF溶剂中的肼解反应来制备氟代1,2,4-三唑分子的合成方法。
但是对这个反应的机理还没有人进行研究。
为了从理论上阐明这个反应的机理和溶剂的作用,本项目将采用量子化学方法研究反应过程的中间体和过渡态的结构和能量,找出反应的决速步骤和控制因素,解释实验现象,讨论溶剂效应的影响。
本项目的研究,对于剖析和理解相关实验结果,进而指导进一步的实验研究,有着重要的理论意义和应用前景。
使用大型仪器估计学时数(无)完成实验项目应具备的基础知识数学、物理、英语等相关课程成绩优良;具有扎实的无机,有机和物理化学基础和专业知识;有一定的计算机应用能力。
实验技能训练要点1.阅读文献和查阅科技文献资料2.学习量子化学计算软件Gaussian程序的使用。
计算化学实验_分⼦结构模型的构建及优化计算实验9 分⼦结构模型的构建及优化计算⼀、⽬的要求1.掌握Gaussian 和GaussView程序的使⽤。
2.掌握构建分⼦模型的⽅法,为⽬标分⼦设定计算坐标。
3.能够正确解读计算结果,采集有⽤的结果数据。
⼆、实验原理量⼦化学是运⽤量⼦⼒学原理研究原⼦、分⼦和晶体的电⼦结构、化学键理论、分⼦间作⽤⼒、化学反应理论、各种光谱、波谱和电⼦能谱的理论,以及⽆机、有机化合物、⽣物⼤分⼦和各种功能材料的结构和性能关系的科学。
Gaussian程序是⽬前最普及的量⼦化学计算程序,它可以计算得到分⼦和化学反应的许多性质,如分⼦的结构和能量、电荷密度分布、热⼒学性质、光谱性质、过渡态的能量和结构等等。
GaussView是⼀个专门设计的与Gaussian配套使⽤的软件,其主要⽤途有两个:构建Gaussian的输⼊⽂件;以图的形式显⽰Gaussian计算的结果。
本实验主要是借助于GaussView程序构建Gaussian的输⼊⽂件,利⽤Gaussian程序对分⼦的稳定结构和性质进⾏计算和分析。
三、软件与仪器1.软件:Gaussian03、GaussView计算软件,UltraEdit编辑软件。
2.仪器:计算机1台。
四、实验步骤1.利⽤GaussView程序构建Gaussian的输⼊⽂件打开GaussView程序,如图9-1所⽰,在GaussView中利⽤建模⼯具(View→Builder→),如图9-2所⽰,在程序界⾯元素周期表的位置处找到所需的元素,单击即可调⼊该元素与氢元素的化合物。
图9-1 GaussView打开时的界⾯图9-2点击Builder及双击图标后出现的元素周期表窗⼝图若要构建像⼄烷这样的链状分⼦,需要先点击⼯具栏中的按钮,常见的链状分⼦就显⽰在新打开的窗⼝中,如图9-3所⽰。
图9-3 常见链状官能团窗⼝图若要构建像苯、萘等环状结构的分⼦结构,需要双击⼯具栏中的按钮,常见的环状有机分⼦就显⽰在新打开的窗⼝中,如图9-4所⽰。
机械结构固有频率分析与优化机械结构是人工制造出来的具有特定功能的物体,如汽车发动机、桥梁、飞机机翼等。
在设计和制造机械结构时,固有频率分析与优化是一个非常重要的步骤。
通过对机械结构的固有频率进行分析和优化,可以提高结构的稳定性和可靠性,减少结构的振动和疲劳破坏,从而延长结构的使用寿命。
固有频率是指机械结构在没有外部激励的情况下自由振动的频率。
每个机械结构都有多个固有频率,对应于不同的振动模态。
固有频率的高低直接影响着机械结构的动态响应和振动特性。
较低的固有频率可能导致结构共振,造成动态失稳和结构破坏;而较高的固有频率则可以减小结构振动的幅度和响应,提高结构的稳定性和工作效率。
固有频率的分析可以通过有限元方法进行。
有限元方法是一种将复杂结构分割成小的有限单元,通过计算每个单元的振动特性,然后将这些单元牵连起来得到整个结构的振动响应的数值计算方法。
在有限元分析中,固有频率一般通过求解结构的特征方程得到。
特征方程是一个关于固有频率与振型的本征值问题,通过数值求解可以得到结构的固有频率和相应的振动模态。
固有频率分析的结果可以用来指导结构的优化设计。
在机械结构的优化设计中,通常需要对结构的材料、构型和连接等参数进行调整,以使得结构的固有频率达到设计要求。
例如,对于桥梁结构来说,为了防止共振和减小结构的振动,可以增大桥梁的自然频率,有助于提高桥梁的稳定性和承载能力。
而对于飞机机翼来说,需要根据不同飞行状态和工作要求,调整机翼的结构参数,以提高固有频率,减小结构的振动。
除了固有频率的分析和优化,机械结构的动态特性还包括振动模态、振动幅值和振动形态等。
在进行固有频率分析时,也可以得到结构的不同振动模态的形态和频率。
振动幅值和振动形态可以通过模态分析和振动实验得到,用来评估结构在不同振动状态下的响应和振幅。
根据振动特性的分析结果,可以对结构的材料和构造进行优化设计,以提高结构的稳定性和工作效率。
综上所述,机械结构固有频率分析与优化是设计和制造过程中不可或缺的一环。
有机磷类农药的密度泛函理论计算及拉曼光谱研究黄双根;吴燕;胡建平;刘木华【摘要】Organophosphorus pesticides were often used for prevention and control disease and insect of plant,and are acute toxic to human and livestock by anti-ache activity.The molecular geometry of three organophosphorus pesticides(dimethoate,trichlor-fon and phosalone)were constructed on Gauss View3.07,and Density functional theory (DFT)was used to optimize and calcu-late the vibrational wavenumbers of three organophosphorus pesticides by B3LYP hybrid functional and 6-31G(d,p)basis set. The experimental spectra of three organophosphorus pesticides were compared with the theoretically calculated spectra and Sur-face-enhanced Raman Scattering spectra (SERS).The results indicated that the experimental spectra and theoretically calculated spectra of three organophosphorus pesticides have a very good match.The Raman peaks of three organophosphorus pesticides were roundly assigned between the range of 400~1 800 cm-1 ,and the characteristics peaks of three organophosphorus pesticides were found.The Raman vibration peak of organophosphorus pesticide may appear similar characteristic peak.The pesticide con-tained P—O is between 1 140 and 1 320 cm-1 ,the pesticide contained P—S is in the range 535~750 cm-1 ,and the organo-phosphorus pesticide contained P—O—C is n the range 920~1 088 cm-1 .The different characteristic peaks of three pesticides were found by the contrast of the surface enhanced Raman spectra.This shows that the SERS method can beused to identify the organophosphorus pesticide.The results can furnish a theoretical support for qualitative and quantitative analysis of organophos-phorus pesticide.%有机磷类农药常被用于防治植物病、虫、害,但对人、畜的急性毒性很强,能抑制乙酰胆碱酯酶。
钢结构自振频率分析与优化设计自振频率是指结构在自身没有外部激励的情况下产生的固有振动频率。
钢结构自振频率的分析与优化设计是工程领域重要的研究课题之一,对于保证结构的安全性和稳定性具有关键作用。
首先,进行钢结构自振频率分析时,需要考虑结构的动力特性、材料特性以及结构的几何形态。
其中,结构的刚度是影响自振频率的重要因素之一。
刚度较大的结构往往具有较高的自振频率,反之亦然。
因此,优化设计时可以通过调整结构的截面尺寸、材料性质以及梁柱等构件的布置方式来改变结构的刚度,从而达到调节自振频率的目的。
在分析钢结构的自振频率时,还需要考虑结构的振型。
振型是指结构在振动时不同部位的位移分布情况。
结构的振型与其自振频率密切相关,不同的频率对应着不同的振型。
例如,自振频率较低的模态往往具有较大的位移响应,而较高的自振频率则对应着较小的位移响应。
因此,通过对结构进行自振频率分析,可以了解到结构的振型特点,从而为结构的设计提供重要的参考依据。
钢结构自振频率分析与优化设计不仅可以用于评估结构的振动性能,还可以用于探测结构的缺陷和隐患。
由于振动会引起结构内部的应力变化和疲劳破坏,因此通过自振频率分析可以对结构的健康状况进行监测。
通过对结构振动响应的采集和分析,可以及时发现结构的变形、裂缝等缺陷,并采取相应的修复和加固措施。
这不仅可以提高结构的使用寿命,还能够保证结构的安全性和可靠性。
然而,钢结构的自振频率分析与优化设计并非一件简单的任务。
首先,钢结构的模型构建需要考虑多个因素,包括结构的材料、几何形态、运载条件等。
其次,自振频率的计算需要进行大量复杂的数值计算和仿真分析,这对计算资源和算法的要求较高。
此外,在操作过程中还需要考虑结构的实际使用条件和约束,使得优化设计结果能够满足实际需求。
最后,钢结构自振频率分析与优化设计是钢结构工程设计中不可或缺的一环。
通过对结构的自振频率进行分析,可以了解结构的动态特性和振动行为,为结构的设计提供依据和指导。
⾼斯计算常见错误及解决⽅案GAUSSION计算常见错误及解决⽅案1. ⾃旋多重度错误2. 变量赋值为整数3. 变量没有赋值4. 键⾓⼩于等于0度,⼤于等于180度5. 分⼦描述后⾯没有空⾏6. ⼆⾯⾓判断错误,造成两个原⼦距离过近7. 分⼦描述⼀⾏内两次参考同⼀原⼦,或参考原⼦共线运⾏出错1. ⾃洽场不收敛 SCFa. 修改坐标,使之合理b. 改变初始猜 Guessc. 增加叠代次数SCFCYC=Nd. iop(5/13=1)2. 分⼦对称性改变a. 修改坐标,强制⾼对称性或放松对称性b. 给出精确的、对称性确定的⾓度和⼆⾯⾓c. 放松对称性判据 Symm=loosed. 不做对称性检查iop(2/16=1)3. ⽆法写⼤的Scratch⽂件RWFa. 劈裂RWF⽂件%rwf=loc1,size1,loc2,size2,……..,locN,-1b. 改变计算⽅法MP2=Direct可以少占硬盘空间c. 限制最⼤硬盘maxdisk=N GB4. FOPT出错原因是变量数与分⼦⾃由度数不相等。
可⽤POPT 或直接⽤OPT5. 优化过渡态只能做⼀个STEP 原因是负本征数⽬不对添加iop(1/11)=16. 组态相互作⽤计算中相关能叠代次数不够,增加叠代次数QCISD(Maxcyc=N)Default.Rou设置在Scratch⽂件夹中的Default.Rou⽂件中设置G03程序运⾏的省缺参数:-M- 200MW-P- 4-#- MaxDisk=10GB-#- SCF=Conventional or Direct-#- MP2=NoDirect or Direct-#- OPTCYC=200-#- SCFCYC=200-#- IOPs 设置如iop(2/16=1)Default.Rou设置中的冲突Default route: MaxDisk=2GB SCF=Direct MP2=Direct OPTCYC=200 SCFcyc=100 iop(2/16=1) iop(5/13=1) ------------------# ccsd/6-31G** opt------------------L903/L905 and L906 can only do MP2.问题在于,MP2=Direct!去掉这个设置,CCSD的作业就能进⾏了。
1,2,3-三唑类药物活性化合物的密度泛函理论研究许丽艳;汪彬;王晓蓉;李强;王鑫;郭生伟【摘要】运用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP/6-31G*对1,2,3-三唑类药物活性化合物进行几何结构的全优化,并通过频率的计算确认得到的构型为最优结构.以优化得到的基态稳定构型为基础,分别对该系列化合物的前线轨道能级及能隙进行分析;对分子中ADCH电荷进行计算;对该系列化合物的理论吸收光谱和荧光发射波长以及IR光谱进行模拟.通过与HIV-1蛋白酶之间氢键的作用分析结果表明,此系列衍生物有望作为一种显像抗蛋白抑制剂.此外,对β-内酰胺卡宾与3,6-二吡嗪-1,2,4,5-四嗪合成产物C的反应机理进行了研究,进一步明确了其合成机理,为以后该系列化合物的合成提供一定的理论依据.【期刊名称】《辽宁石油化工大学学报》【年(卷),期】2019(039)004【总页数】6页(P1-6)【关键词】密度泛函理论;1,2,3-三唑类化合物;理论吸收光谱;荧光;反应机理【作者】许丽艳;汪彬;王晓蓉;李强;王鑫;郭生伟【作者单位】北方民族大学材料科学与工程学院,宁夏银川 750021;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;四川大学高分子材料工程国家重点实验室,四川成都610065;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001;北方民族大学材料科学与工程学院,宁夏银川 750021;北方民族大学材料科学与工程学院,宁夏银川 750021【正文语种】中文【中图分类】O6041,2,3-三唑类衍生物是一类重要的含氮五元杂环化合物,具有消炎杀菌抗病毒等许多药理活性[1-2],可应用于制备抗生素、抗体以及抗病毒制剂等,因此这类化合物的合成方法与性质研究一直是工业界和学术界研究的热点。
b3lyp计算分子结构的流程英文回答:B3LYP Calculations for Molecular Structure Determination.B3LYP (Becke, three-parameter, Lee-Yang-Parr) is a hybrid density functional theory (DFT) method that is widely used for the calculation of molecular structures. It is a relatively accurate and computationally efficient method, making it suitable for a wide range of applications in computational chemistry.The B3LYP functional is a combination of the Becke exchange functional (B), the three-parameter Lee-Yang-Parr correlation functional (LYP), and a local exchange functional (LDA). The B functional is designed to improve the treatment of exchange interactions, while the LYP functional is designed to improve the treatment of correlation interactions. The LDA functional is added toprovide a local correction to the exchange-correlation energy.The B3LYP functional has been shown to perform well for a variety of molecular systems, including organic molecules, inorganic molecules, and biological molecules. It is particularly well-suited for the calculation of molecular geometries, vibrational frequencies, and thermochemical properties.Procedure for B3LYP Calculations.The following procedure can be used to perform B3LYP calculations for molecular structure determination:1. Geometry optimization: The first step is to optimize the molecular geometry. This can be done using a variety of methods, but the B3LYP functional is a good choice for this purpose.2. Frequency calculation: Once the molecular geometry has been optimized, a frequency calculation should beperformed. This will calculate the vibrational frequencies of the molecule, which can be used to confirm that the optimized geometry is a true minimum.3. Thermochemical property calculation: Once the molecular geometry and vibrational frequencies have been calculated, a variety of thermochemical properties can be calculated. These properties include the total energy, the heat capacity, and the entropy.中文回答:B3LYP 计算分子结构的流程。