厚壁圓筒過(guò)盈配合分析

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1、目錄1緒論31.1概述31.2有限元軟件的簡(jiǎn)介31.2.1MSC.MARC處理問(wèn)題的范圍41.2.2在分析中，可提供給產(chǎn)品設(shè)計(jì)者相關(guān)的數(shù)據(jù)包括：41.3有限元的國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)52彈性力學(xué)62」彈性力學(xué)簡(jiǎn)介62.2彈性力學(xué)的幾個(gè)基本概念82.3彈性力學(xué)中的基本假定3?極坐標(biāo)求解厚壁筒應(yīng)力103.1極坐標(biāo)的平微分方程103.2極坐標(biāo)中的幾何方程及物理方程123.3極坐標(biāo)中的應(yīng)力函數(shù)與相容方程153.4軸對(duì)稱應(yīng)力和相應(yīng)的位移1722223.5圓筒受均布?jí)毫?04厚壁圓筒過(guò)盈配合計(jì)算4.1厚壁圓筒4.1.1變形幾何

2、關(guān)系234.1.2靜力平衡方程244.1.4只有內(nèi)壓的厚壁圓筒26274.2組合厚壁圓筒5?厚壁筒過(guò)盈配合時(shí)的應(yīng)力分析285.1只受內(nèi)壓的厚壁圓筒（外圓筒）285.2只受外壓的厚壁圓筒（內(nèi)圓筒）29306厚壁圓筒過(guò)盈配合分析6」網(wǎng)格劃分306.2材料特性336.3接觸體336.4載荷工況356.5作業(yè)366.6后處理377總結(jié)40參考文獻(xiàn)401緒論1.1概述有限元的基木概念是用比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題代替復(fù)雜問(wèn)題后再求解，它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對(duì)每一單元假定一個(gè)合適的（較簡(jiǎn)單的）近似解，

3、然后推導(dǎo)求解這個(gè)域總滿足的條件（如結(jié)構(gòu)的平衡條件）,從而得到問(wèn)題的解。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問(wèn)題被較簡(jiǎn)單的問(wèn)題所代替。由于大多數(shù)實(shí)際問(wèn)題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。MSC.MARC在各個(gè)領(lǐng)域中都有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，例如：輪胎及橡膠工業(yè)、研究開發(fā)、建筑及土木業(yè)、計(jì)算機(jī)業(yè)、金屈成型加工業(yè)、重機(jī)械/鋼鐵業(yè)、造船工業(yè)、微機(jī)電產(chǎn)業(yè)、IC封裝業(yè)、顯示器產(chǎn)業(yè)、生技產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療器材業(yè)、汽、機(jī)、腳踏車業(yè)、航天工業(yè)。1.2有限元軟件的簡(jiǎn)介MSC.M

4、ARC是功能齊全的高級(jí)非線性有限元素分析軟件，具有極強(qiáng)的結(jié)構(gòu)分析能力。可以處理各種線性和非線性結(jié)構(gòu)分析包括：線性/非線性靜力分析、模態(tài)分析、簡(jiǎn)諧回應(yīng)分析、頻譜分析、隨機(jī)振動(dòng)分析、動(dòng)態(tài)分析、自動(dòng)的靜/動(dòng)態(tài)接觸、挫曲/失穩(wěn)、失效和破壞分析等。為了滿足工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的各種需求，提供了層次豐富、適應(yīng)性強(qiáng)、能夠在多種硬件平臺(tái)上運(yùn)行的系列產(chǎn)品。MSC.MARC是功能齊全的高級(jí)非線性有限元軟件的求解器，實(shí)現(xiàn)了30年來(lái)有限元分析的理論方法和軟件實(shí)踐的完美結(jié)合。MSC.MARC分析采用具有高數(shù)值穩(wěn)定性、高精度和快速收斂的高度

5、非線性問(wèn)題求解技札為了進(jìn)一步提高計(jì)算精度和分析效率，MARC軟件提供了多種功能強(qiáng)大的加載步長(zhǎng)自動(dòng)控制技術(shù)，自動(dòng)界定分析屈曲、潛變、熱、彈塑性和動(dòng)態(tài)分析的加載步長(zhǎng)。MSC.MARC卓越的網(wǎng)格自動(dòng)調(diào)整技術(shù)，以多種誤差準(zhǔn)則自動(dòng)調(diào)節(jié)網(wǎng)格疏密，不僅可提高大型線性結(jié)構(gòu)分析精度，而H能對(duì)局部非線性應(yīng)變集中、移動(dòng)邊界或接觸分析提供優(yōu)化的網(wǎng)格密度，既保證計(jì)算精度，同時(shí)也使非線性分析的計(jì)算效率大大提高。MSC.MARC支持全自動(dòng)二維網(wǎng)格和三維網(wǎng)格重劃，用以修正過(guò)度變形后產(chǎn)生的網(wǎng)格畸變，確保大變形分析的收斂性。1.2.1MSC.

6、MARC處理問(wèn)題的范圍結(jié)構(gòu)力學(xué)方面包括:彈塑性應(yīng)力應(yīng)變分析、潛變分析、粘彈性應(yīng)力、應(yīng)變分析、振動(dòng)分析…等。熱傳導(dǎo)方面則包括熱傳導(dǎo)對(duì)流及熱輻射之影響。熱固耦合(thermal-mechanicalcoupling)流場(chǎng)分析(牛頓流體及非牛頓流體)流體熱傳-結(jié)構(gòu)耦合分析(Fluid-thermal-mechanicalcoupling)音場(chǎng)分析音場(chǎng)-結(jié)構(gòu)耦合分析破壞力學(xué)電場(chǎng)分析磁場(chǎng)分析電-磁耦合分析電-熱耦合分析電-熱-結(jié)構(gòu)耦合分析122在分析中，可提供給產(chǎn)品設(shè)計(jì)者相關(guān)的數(shù)據(jù)包括：位移、應(yīng)力、應(yīng)變、力量、速度、

7、加速度、量的分布及隨吋間變化的情形溫度場(chǎng)、熱傳量及熱牛成量工件損傷程度裂縫產(chǎn)生的預(yù)測(cè)材質(zhì)界面Z力及熱分布狀況工件加工中，晶格大小變化及其對(duì)材質(zhì)之影響音壓場(chǎng)分布電場(chǎng)和磁場(chǎng)分布電流分布有限元分析可分成三個(gè)階段：前處理、處理和后處理。前處理是建立有限元模型,完成單元網(wǎng)格劃分；后處理則是采集處理分析結(jié)果，使用戶能簡(jiǎn)便提取信息，了解計(jì)算結(jié)果。1.3有限元的國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)“有限元法”這個(gè)名稱，第一次岀現(xiàn)在I960年。當(dāng)時(shí)Clough在一篇平面彈性問(wèn)題的論文中應(yīng)用過(guò)它。但是有限元法的分析的概念卻可以追溯到20世紀(jì)40年代

8、，在1960年Clough進(jìn)一步處理了平面彈性問(wèn)題Z后，工程師們開始分析了有限元法的功效，此后有限元法在工程界獲得了廣泛的應(yīng)用。到20世紀(jì)70年代以后，隨著計(jì)算機(jī)和軟件技術(shù)的發(fā)展有限元法也隨之迅速的發(fā)展起來(lái)，發(fā)表的文章猶如雨后春筍，學(xué)術(shù)交流頻繁，期刊，專著不斷出現(xiàn)，可以說(shuō)進(jìn)入了有限元法的鼎盛時(shí)期，對(duì)有限元法進(jìn)行了全面深入的研究，涉及的內(nèi)容有：有限元法在數(shù)學(xué)和力學(xué)領(lǐng)域所依據(jù)的理論；單元的劃分原則，形狀函數(shù)的選取及協(xié)