课程设计题目2Word下载.docx
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8、钟摆瞬态动力学分析；
9、自选题目。
五、要求与提交成果
1、从上述题目中任选1题。
2、提交课程设计书（封面见本文件第一页）纸质版一份以及对应的电子版。
3、制作课程报告PPT文档汇报，汇报时间：
5~10分钟。
六、参考资料
[1]胡国良，任继文编．ANSYS11.0有限元分析入门与提高．北京：
国防工业出版社，2009年1月
[2]王建江，胡仁喜等编著．ANSYS11.0结构与热力学有限元分析实例指导教程．北京：
机械工业出版社，2008年4月
[3]王勖成编著．有限元法基本原理和数值方法（第2版）．北京：
清华大学出版社，2003年8月
[4]倪栋等编著．通用有限元ANSYS7.0实例精解．北京：
电子工业出版社，2003年1月
课题一：
高压闪蒸槽压力载荷作用下整体等效模型的应力分析
1．问题描述
物质的沸点是随压力增大而升高，那么是不是压力越低，沸点就越低呢。
那好，这样就可以让高压高温流体经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐。
这时，流体温度高于该压力下的沸点。
流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。
使流体达到气化的设备不是闪蒸罐，而是减压阀。
闪蒸罐的作用是提供流体迅速气化和汽液分离的空间。
2．内衬材料结构与计算参数
2.1砖结构
外层：
230（轴向）×
200（环向）×
60（径向）；
中层：
230（轴向）×
65（环向）×
131（径向）；
内层：
131（径向）。
2.2胶泥
从壳壁至中心依次为：
Dolit788+Dolit788+StellakittAE；
每层砖之间胶泥厚度为6mm；
每个砖缝之间胶泥厚度为4mm（环向砖缝和垂直砖缝）
2.3隔离层
钢壳体与最外层砖之间设置隔离层：
即6mm厚的铅；
4mm陶瓷纸。
2.4载荷
设计压力：
4.56Mpa
应力分析所需相关材料的性能参数详见附件。
2.5单元
可以采用分层的桥单元。
课题二：
钢条轧钢分析
如图所示的轧钢机结构，试采用瞬态动力学模拟其过程。
（1）加载方式：
可以给钢条施加位移或者给辊轴施加角速度；
2）辊轴可以模拟成刚体或者变形体。
参数：
（1）辊轴为Q345，钢条为Q235钢材；
（2）辊轴半径为0.2m，钢条入口高度为0.1m，出口高度为0.05m。
课题三：
双线铁路栓焊下承桁梁在各种工况作用下的变形和强度分析
以64m双线铁路栓焊下承桁梁为研究对象，利用ansys建模分析该钢桁桥在各种工况作用下的变形和强度，验证其设计的合理性。
该桥采用TBJ2-85铁路桥涵设计规范进行设计，铁路列车竖向活载为"
中-活载"
，钢梁主体结构采用16Mnq，高强度螺栓采用20MnTiB（螺帽及垫圈用45号钢）。
该桥的设计轮廓图分别如图1、图2和图3所示。
图1上平纵联
图2主桁
图3下平纵联
所有连接点均设为刚结点，材料特性均为：
，
图4几何模型
分析四种荷载工况、四个荷载步，各荷载工况如下：
工况一：
自重
工况二：
自重+全桥满布；
工况三：
自重+半桥满布；
工况四：
自重+全桥单线。
课题四：
子弹打靶问题的探索与兴趣研究
模型描述：
子弹:
材料是黄铜，弹性模量118gpa，泊松比0.35，密度8900kg/
，屈服强度140mpa，切线模量118mpa
靶体:
材料是Q235钢，弹性模量210gpa，泊松比0.28，，密度7800kg/
屈服强度235mpa，切线模量210mpa
（材料的切线模量一般为弹性模量的1/10--1/1000,此处均取1/1000）
模型尺寸：
弹头半径0.01m,弹身长0.04m
靶体为0.5x0.5x0.01的板材
（采用1/2对称模型，以便于减少计算量）
课题五：
边缘裂纹板构件断裂分析
图1所示为一断裂试样结构示意图，厚度为5mm，试计算其应力强度因子。
试样材料参数：
弹性模量E=220GPa；
泊松比v=0.25；
载荷：
p=0.12Mpa。
计算应力强度因子：
利用后处理中KCALC命令计算混合型应力强度因子KⅠ，KⅡ和KⅢ。
（MainMenu>
GeneralPostproc>
NodalCalcs>
StressIntFactr）。
这个命令只能用于计算线弹性均匀各向同性材料的裂纹区域。
为了使用KCALC必须按照以下步骤：
（1）定义裂纹尖端或裂纹前缘局部坐标系
X轴一定要平行于裂纹面。
（3D中垂直于裂纹前缘）并且y轴垂直于裂纹面。
图给出了示意。
注意--当使用KCALC命令时，坐标系必须是激活的模型坐标系[CSYS]和结果坐标系[RSYS]。
如图:
图3-2-2裂缝坐标系
命令：
UtilityMenu>
WorkPlane>
LocalCoordinateSystems>
CreateLocalCS>
AtSpecifiedLoc
（2）定义沿着裂纹面的路径
定义沿裂纹面的路径，应以裂纹尖端作为路径的第一点。
对于半个裂纹模型而言，沿裂纹面需有两个附加点，这两个点都沿裂缝面；
对于整体裂纹模型，则应包括两个裂纹面，共需四个附加点，两个点沿一个裂纹面，其他两个点沿另一个裂纹面。
如图：
如图3-2-2典型路径定义（a）半个裂纹模型；
（b）整个裂纹模型
MainMenu>
PathOperations>
DefinePath
（3）计算应力强度因子
KCALC命令中的KPLAN域用于指定模型是平面应变或平面应力。
除了薄板的分析，在裂纹尖端附近或其渐近位置，其应力一般是考虑为平面应变。
KCSYM域用来指定半裂纹模型是否具有对称边界条件、反对成边界条件或是整体裂纹模型。
NodalCalcs>
StressIntFactr
课题六：
平行杆件与刚性梁连接的热应力问题
已知：
长度l=1m的两根铜杆和一根铁杆，平行地铰接在刚性壁和刚性梁之间，它们的截面积都等于A=65mm2，铜和铁的弹性模量分别等于Ec=100GPa，Es=210GPa，热膨胀系数分别等于ac=1.6×
10-5/℃，as=1.3×
10-5/℃。
刚性壁上铰接节点之间的距离为1m，试计算在刚性梁中部的集中力Q=4000N作用下，温度升高10℃以后，3根杆中的挠度和应力。
若不考虑热应力，其数值又是多少？
课题七：
订书机装订过程的数值模拟
已知材料为Q235钢，几何尺寸参考实际的的订书针。
课题八：
钟摆瞬态动力学分析
图1为一钟摆装置，初始位置位于
处，求钟摆的位移时间变化关系。
几何参数：
摆杆长度：
；
摆杆横截面面积：
初始位置：
摆锤质量：
弹性模量E=200GPa；
图1钟摆结构示意图
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