摘 要
ANSYS 有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求
解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域： 航
空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、
运动器械等。 传动轴是最常件的零件，该零件结构较为简单，操作方便，加工精度高，价格低廉， 因此得到了广泛的使用。目前很多传动轴都做了适当的改进，使其适用性得到了更 大的提高。.
本设计是基于 ANSYS 软件来汽车传动轴行分析。与传统的计算相比，借助于
计算机有限元分析方法能更加快捷和精确的得到结果。设置正确的模型、划分合适
的网格，并合理设置求解过程，能够准确的获得分析模型各个部位的应力、变形等
结果。对零件的设计和优化有很大的参考作用。
正是因为上述优点，我在本设计中运用 UG 来建立三维模型。再将此模型导入
ANSYS 软件来对其进行分析。
关键词：传动轴，三维建模，ANSYS，动静态分析 - 2 -
Abstract
ANSYS (finite element) package is a multi-purpose finite element method for
computer design program that can be used to solve the structure, fluid, electricity,
electromagnetic fields and collision problems. So it can be applied to the following
industries: aerospace, automotive, biomedical, bridges, construction, electronics, heavy
machinery, micro-electromechanical systems, sports equipment and so on.
２０１４年１月 第４３卷第１期 机械设计与制造工程 Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊａｎ．２０１４ Ｖｏ１．４３ Ｎｏ．１
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—５０９Ｘ．２０１４．０１．０１ １
基于ＡＮＳＹＳ的滚筒轴优化设计
严 帅，曹京生
（南通航运职业技术学院机电系，江苏南通２２６０１０）
摘要：利用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对脱粒滚筒轴进行优化设计，通过合理选择优化变量得到脱粒滚
筒轴的优化结果，并验证了优化结果的可行性，对脱粒滚筒轴的设计制造具有一定的参考价值。
关键词：脱粒滚筒轴；有限元分析；ＡＮＳＹＳ；优化设计 中图分类号：￥２２５．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５—５０９Ｘ（２０１４）０１—００４２—０４
收割机脱粒装置是一个工作在不确定环境中的
多输入和多输出的非线性系统，传统的脱粒装置的 设计分析是建立在经验的基础上。随着科学技术的
不断发展，在设计机械产品时，要求设计人员必须通
过有效的计算方法，预估出该产品在未来工况下所 产生的应力和应变。传统的凭经验的方法很难对脱
粒装置这样复杂的非线性系统进行全面和完整的分
析，也就很难达到高设计质量、高设计水平的要求。 基于ＣＡＥ技术的优化设计，是一种借助最优化理论
和数值计算方法，在计算机上进行自动或半自动设 计，优选出现有工程条件下最佳设计方案的设计方
法，它克服了传统设计的经验性。近年来，ＣＡＥ技术
在农业机械设计中得到广泛应用，目前流行的ＣＡＥ 分析软件主要有ＮＡＳＴＲＡＮ、ＡＤＩＮＡ、ＡＮＳＹＳ、
ＡＢＡＱＵＳ、ＭＡＲＣ、ＣＯＳＭＯＳ等¨ 。本文介绍了利 用ＡＮＳＹＳ软件对脱粒滚筒轴进行优化设计的过程，
通过合理选择优化变量得出脱粒滚筒轴的优化结
果，并验证了优化结果的可行性。
１联合收割机脱粒装置
脱粒装置是联合收获机械的核心部件，在很大 程度上决定了机器的脱粒质量与生产效率，而且对
ANSYS高级分析-优化设计（一）
本篇作为ANSYS最常用也是最有用的高级分析技术优化设计技术的开篇，主要从概念上讲述ANSYS优化设计以及在进行ANSYS优化设计分析时通用的基本步骤和考虑方法（本篇所讲述优化分析同样是基于APDL工具，其它优化设计技术具体实现过程随着对优化设计的逐渐深入会逐步描述）。
1 前言
优化设计是一种寻找确定最优设计方案的技术。所谓“最优设计”，指的是一种方案可以满足所有的设计要求，而且所需的支出（如重量，面积，体积，应力，费用等）最小。也就是说，最优设计方案就是一个最有效率的方案。设计方案的任何方面都是可以优化的，比如说：尺寸（如厚度），形状（如过渡圆角的大小），支撑位置，制造费用，自然频率，材料特性等。实际上，因为ANSYS具有专业的和强大的分析能力，具有开放的使用环境，所以所有可以参数化的ANSYS选项都可以作优化设计。
ANSYS参数化设计语言APDL用建立智能分析的手段为用户提供了自动循环的功能，也就是说，程序的输入可设定为根据指定的函数、变量以及选出的分析标准决定输入的形式。APDL允许复杂的数据输入，使用户实际上对任何设计或分析有控制权。例如尺寸、材料、载荷、约束位置和网格密度等。APDL扩展了传统有限元分析之外的能力，并扩展了更高级运算，包括灵敏度研究、零件库参数化建模，设计修改和设计优化。APDL是一种为ANSYS 二次开发专门设计开发的解释性文本语言，其内容包括参数、数组参数、表达式和函数、分支和循环、重复功能和缩写以及宏和用户程序等。
2 优化设计步骤
基于APDL的参数化设计的方法采用ANSYS的批处理方法进行优化的，其主要的优化设计过程通常包括以下几个步骤，这些步骤根据用户所选用优化方法的不同（批处理GUI 方式）而有细微的差别。
生成分析文件：生成分析文件与通常的ANSYS分析并没有很大的不同，唯一的区别就是：优化的分析文件必须是参数化的。也就是说，必须定义一些参量，至少要把所有的设计变量，状态变量和目标变量定义为参量形式。而且，用于优化的参量只能是标量数值参量，而不是数组或者字符参量。
２０１０年第２期 总第２２８期 中国农机化 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ Ｎｏ．２，２０１０ Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２２８
应用ＡＮＳＹＳ分析ＣＴ６１１００车床主轴的力学特性
张元成，薛智勇
（江苏省经贸技师学院，江苏连云港，２２２０００）
摘要：应用Ａｎｓｙｓ软件对ＣＴ６１１００车床主轴进行静态和模态分析，分别采用ｓｏｌｉｄ９２单元和ｓｏｌｉｄ４５单元建立有限元模型，对 主轴在工件重力和切削力载荷作用下的变形情况进行了分析，并对固有频率和对应振型进行了研究。计算结果表明，在 产品试验之前，可以预测最大应力和变形位置。根据主轴的最大变形来判断主轴的刚度是否足够。根据固有频率计算主 轴的临界转速，避开共振区域。 关键词：主轴，有限元，静力，模态一 中图分类号：ＴＨ１１４ 文献标识码：Ａ ｃｌｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—７２０５．２０１０．０２．２２
张元成，薛智勇．应用ＡＮＳＹＳ分析ＣＴ６１１００车床主轴的力学特性［Ｊ］．中国农机化，２０１０，（２）：８３～８５ ＺＨＡＮＧ Ｙｕａｎ—ｃｈｅｎｇ，ＸＵＥ Ｚｈｉ—ｙｏｎｇ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＣＴ６１ １００ ｌａｔｈｅ ｓｐｉｎｄｌｅ ｂｙ ＡＮＳＹＳ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉ— ｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１０，（２）：８３～８５
０前言 １ 主轴的结构
重型加工车床ＣＴ６１ １００主要用来加工大直径盘类 和轴类零件。其中主轴单元是机床的重要部件之一。 主轴的性能对机床的整体性能的影响很大，为使机床能 安全可靠的工作，其结构必须具有良好的动静态特性。
故对其进行动力学分析可以提高整个机床的设计效率，
缩短开发周期，降低开发成本，提高机床工作安全和可 靠性。可以在设计阶段尽可能提高主轴的力学特性。 结构的力学特性分析常用两种方法：经验公式法
