第３期（总第９６期） Ｎｏ、３（ＳＵＭ Ｎｏ．９６） 机械管理开发 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ２００７年６月 Ｊｕｎ．２００７
有限元分析软件的介绍及其应用
刘淑萍
（太原第一机床厂 山西太原０３００１２）
【摘要】介绍了ＭＳＣ．ｖｉｓｕａｌ Ｎａｓｔｒａｎ ４Ｄ：ｆ析软件的功用，并且运用该软件对机床横粱进行强度计算，通过横梁受力
状态的应力分析，计算出其应力分布，为进一步改进设计提供理论依据。 【关键词】有限元分析；横梁；载荷
【中图分类号】ＴＰ３１ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】 １００３—７７３Ｘ（２００７）０３—００８７—０２
０引 言
有限元方法是随着电子计算机的发展而迅速发展
起来的一种最有效的现代计算方法。经过４Ｏ多年的研
究与应用已经使各种不同的有限元方法形态相当丰
富，理论基础相当完善，并且开发了一批通用和专用有
限元软件。有限元方法正被１３益广泛的用于计算机辅
助工程分析（ＣＡＥ），并与计算机辅助设计（ＣＡＤ）和计
算机辅助制造（ＣＡＭ）等合成为计算机集成制造（ＣＩＭ）
系统。随着新产品设计与产品开发的需求日益增加，
产品质量与成本控制越来越严格，有限元计算技术显
示出极大的优越性。它可以帮助工业界降低成本，改进
质量，缩短产品设计与开发的周期。因此，有限元方法
正逐步的大量用于汽车、飞机、机械、生物工程、建筑及
桥梁，能源与化工设备等。在众多可用的通用和专用有
限元分析软件中，美国ＭＳＣ．公司的Ｖｉｓｕａｌ Ｎａｓｔｒａｎ ４Ｄ
是应用最为广泛的有限元工程分析软件之－－［“。
ｌ 软件介绍
ＭＳＣ．ｖｉｓｕａｌ Ｎａｓｔｒａｎ ４Ｄ是ＭＳＣ公司于１９９７年初
推出的有限元分析系统。它采用了著名的大型通用有
限元分析软件ＭＳＣ／ＮＡＳＴＲＡＮ的解算器，技术上实现
了与Ｉｎｖｅｎｔｏｒ ５．３的集成。它的最大特点之一就是易学
易用。作为ＭＳＣ公司的最新系列产品，Ｖｉｓｕａｌ Ｎａｓｔｒａｎ
1 弹性力学与有限元分析复习题及其答案
(绝密试题)
一、填空题
1、弹性力学研究弹性体由于受外力作用、边界约束或温度改变等原因而发生的应力、形变和位移。
2、在弹性力学中规定，线应变以伸长时为正，缩短时为负，与正应力的正负号规定相适应。
3、在弹性力学中规定，切应变以直角变小时为正，变大时为负，与切应力的正负号规定相适应。
4、物体受外力以后，其内部将发生内力，它的集度称为应力。与物体的形变和材料强度直接有关的，是应力在其作用截面的法线方向和切线方向的分量，也就是正应力和切应力。应力及其分量的量纲是L-1MT-2。
5、弹性力学的基本假定为连续性、完全弹性、均匀性、各向同性。
6、平面问题分为平面应力问题和平面应变问题。
7、已知一点处的应力分量100xMPa，50yMPa，5010xy MPa，则主应力1150MPa，20MPa，16135。
8、已知一点处的应力分量， 200xMPa，0yMPa，400xy MPa，则主应力1512
MPa，2-312 MPa，1-37°57′。
9、已知一点处的应力分量，2000xMPa，1000yMPa，400xy MPa，则主应力11052 MPa，2-2052 MPa，1-82°32′。
10、在弹性力学里分析问题，要考虑静力学、几何学和物理学三方面条件，分别建立三套方程。
11、表示应力分量与体力分量之间关系的方程为平衡微分方程。
12、边界条件表示边界上位移与约束，或应力与面力之间的关系式。分为位移边界条件、应力边界条件和混合边界条件。
13、按应力求解平面问题时常采用逆解法和半逆解法。
14、有限单元法首先将连续体变换成为离散化结构，然后再用结构力学位移法进行求解。其具体步骤分为单元分析和整体分析两部分。
15、每个单元的位移一般总是包含着两部分：一部分是由本单元的形变引起的，另一部分是由于其他单元发生了形变而连带引起的。
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制动卡钳有限元分析及其应用
作者：武静
来源：《科学与财富》2015年第21期
摘 要：本文希望通过COSMOSXpress分析软件对盘式制动器前钳总成进行强度分析，建立一套前钳总成在制动过程中的有限元分析模型，并将此方法运用到实际的产品设计过程中，从而大大减低的了设计成本，加快研制周期。
关键词：有限元分析；前钳总成；强度分析
1. 概述
COSMOSXpress有限元分析功能使有限元技术贫民化，简洁直观，能够在普通的PC机上进行工程分析，普通的工程师都可以进行工程分析，迅速得到分析结果。
2. 有限元分析过程
2.1三维数模的建立
利用CATIA、Solidworks、UG等三维设计软件进行钳体和支架的三维建模。待三维数模建好后，导入COSMOSXpress的有限元分析软件中，为进行强度分析做好准备。
2.2边界条件的确定
边界条件：考虑汽车制动某一瞬时钳体和支架的受力状态为加载依据。
2.2.1钳体边界条件的确定
1）卡钳内部放置活塞，其孔四周及孔底面受到来自制动液的压力，其压力值大小与系统的最高管路压力值相等。
2）外制动块对其的推力。制动时在钳体与外制动块相接处的面上受到来自制动块的反作用力，其压力F=πPD2/4/A1…………（1-1）
式中：
P——最大制动管压；
D——钳体缸径；
A1——为接触面积（三维模型中测得） 龙源期刊网
3）与支架连接处受到来自支架的作用力。因钳体要沿着导向销方向与支架发生位移，因此钳体与支架的两个连接螺栓孔X、Y、Z三个方向上6个自由度有5个都需要被约束。
2.2.2支架边界条件的确定
《自动化技术与应用》
2005年第
24卷第
6期电气传动
Electrical
Transmission
直线电机电磁场的有限元分析及其仿真的实现
商 进
,高俊山
,牟晓光
(哈尔滨理工大学
,黑龙江 哈尔滨
150080)
摘要
:本文主要讨论了直线电机设计中电机电磁场的分析问题
,介绍了应用有限元法计算电磁场的方法
,详细说明了
ANSYS软件
在直线电机电磁场分析中的应用
,并绘制了磁场分布图。
关键词
:直线电机
;电磁场
;ANSYS;有限元
中图分类号
:TP1541
11 文献标识码
:A 文章编号
:10032
7241(
2005)
062
00702
03
Finite-
Element-
MethodAnalysisofthe
ElectromagneticFieldofLinearMotors
SHANGJin,GAOJun-shan,MUXiao-guang
(
HarbinUniversityofScienceandTechnology,Harbin150080,China)
Abstract:Thispaperdiscussestheanalysisoftheelectromagneticfieldinthelinearmotordesign.Themethodofcalculatingtheelectromagneticfield
byusingfiniteelementmethodisintroduced.TheapplicationofANSYSsoftwareintheelectromagneticfieldoflinearmotorisalsodis2
cussed.
Keywords:Linearmotor;Electromagneticfield;ANSYS;Finiteelementmethod
1 引言
与旋转电机一样
,直线电机是一种利用电能产生运动的电
机
,它可以直接驱动机械负载作直线运动。具有不需要中间传
动机构、不产生接触摩擦损耗等优点
