ITER校正场线圈三辊成形及回弹的有限元分析

第35卷第5期V ol 35 N o

5

FORGING&STAMPING TE CH NOLOGY

2010年10月

Oct.2010

IT ER校正场线圈三辊成形及回弹的有限元分析

文 伟,吴杰峰,文 军,刘志宏

(中国科学院等离子体物理研究所研制中心,安徽合肥230031)

摘要:在理论分析的基础上,采用大型有限元分析软件A NSY S对国际热核实验反应堆(IT ER)校正场线圈(CC)三辊成形和回弹过程进行了有限元分析。研究了不同成形半径下导体的变形、应力分布和当压下轮移除后的导体的回弹规律。设计了三辊成形设备,并在设备上完成了不同半径的成形,获得了导体回弹后的弯曲半径。试验结果和分析结果基本吻合,验证了所建立的有限元分析结果的正确性。根据试验和分析结果,确定了成形不同半径时的回弹补偿量。为IT ER CC主体部分三辊成形提供了理论和实践指导。

关键词:IT ER CC;三辊成形;回弹;有限元

DOI:10 3969/j issn 1000 3940 2010 05 036

中图分类号:TB121 文献标识码:A 文章编号:1000 3940(2010)05 0151 04

FEM analysis of three rollers forming and spring back for ITER correction coils

WEN Wei,WU Jie feng,WEN Jun,LIU Zhi hong

(Resear ch and M anufacture Centr e,Institute of P lasma Phy sics,Chinese A cademy o f Sciences,H efei230031,China)

Abstract:Based on the theor y analy sis,a finite element method simulatio n w as established t o simulate three ro ller s fo rming and spr ing back effect for I T ER co rr ect ion co ils.T he defor mation and distr ibution of stresses and the final ra dius after spring back under different for ming radius w ere g ained.O ne set of equipment w as designed,the fo rming pro cesses o f differ ent radius w ere carr ied out on this equipment and the r adius after spr ing back w ere obtained.T he re sults of ex per iment at ion wer e closed to the results of simulation,w hich v alidated the co rrectio n o f simulatio n.T he compensation of spring back under differ ent r adius was det ermined o n the basis of the experimentation and simulatio n. T he research has a goo d instr uction for the manufactur ing o f IT ER cor rectio n co ils.

Keywords:IT ER CC;three ro llers for ming;spring back;finite element method

国际热核实验反应堆(International T herm o nuclear Exper im ental Reacto r,ITER)的磁体系统

收稿日期:2010 05 04;修订日期:2010 08 09

基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2007ID205);国家科技计划ITER计划专项(国内配套研究)(2008GB101000)

作者简介:文 伟(1984-),男,博士研究生

电子信箱:w enw ei9@mail ustc edu cn 是由18个纵场(To roidal Field,T F)线圈、6个极向场(Polo idal Field,PF)线圈、1个中心螺线管(Central Soleno id,CS)线圈和18个校正场线圈(Correction Coils,CC)组成[1]。

校正场线圈分布在ITER主体装置的底部(Bottom CC)、顶部(T op CC)和侧向(Side CC),用于补偿磁场不对称和稳定等离子体。Botto m CC

算法,其精度仍有赖于展开系数的选取,今后还需继续研究考虑下陷区塑性变形影响的毛坯展开算法。参考文献:

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图1 IT ER 顶面/底面CC Fig 1 ITER top/b ottom

CC

图2 IT ER 侧向CC Fig 2 IT ER s ide CC

和T op CC 是形状一样的平面线圈,而Side CC 是在第三维方向上存在11297m m 半径的三维线圈,线圈的最小半径为500mm ,如图1、图2所示。

线圈主体形状的成形拟采用三辊成形原理,为此设计了一套三辊成形设备。如何减小导体成形起点的应力集中和局部变形是要解决的重要问题,而如何对导体成形后的回弹效应进行精确补偿是要解决的关键问题,关系到线圈的最终成形尺寸精度。

本文在理论分析的基础上,采用大型有限元分析软件ANSYS 对不同半径三辊成形和回弹进行了分析,获得了不同成形半径时导体的应力、应变分布和回弹后的半径,试验结果验证了有限元分析的正确性,为校正场线圈导体三辊成形提供了理论和实践指导。

1 数值分析理论

三辊成形非线性变形过程除了使导体产生一定的塑性变形外,还必然会在导体内部储存很大的弹性形变能。当压下轮移除后,储存下来的弹性形变能将逐渐释放,从而发生回弹,弹性形变能的释放是回弹的驱动力。故回弹量的大小取决于导体内储存的弹性形变能的大小。弹性形变能的大小与很多因素有关,如:压下量的大小、材料属性、摩擦因子和其它边界条件都将影响到成形过程的弹性形变能。为保证数值分析结果的准确性,在分析过程中必须要考虑这些因素

[2 3]

。

导体回弹过程是一个弹性回复过程。在成形轮移除后,导体动态响应非线性成分将减弱,因此可

以采用经典的静力隐式算法来保证计算的准确性。在经典静力隐式算法中,可以认为导体成形为一个准静态弯曲变形过程,如果不考虑惯性力,那么在任意t 时刻,增量形式的虚功方程为:

V

(t ij + ij ) ( !ij )d V =

S p

(t p i + p i )

( ?i )d S +

V

(t

b i + b i ) ( ?i )d V (1)

式中:t ij 为t 时刻柯西应力分量; ij 为应力分量

增量; !ij 为应变分量增量;t

p i 为t 时刻表面力分

量; p i 为表面力分量增量;t b i 为体积力分量; b i 为体积力分量增量; ?i 为位移分量增量;V 为接触区空间;S p 为接触面; 为增量符号。

对导体任一单元应用公式(1),可以得到任一单元e 的虚功方程的矩阵形式:

V e ( ?T e )B T C e p

B ?e d V

=

S

p

?T e N T t+ t

p d S +

V

e

( ?T e

)N

T t+ t

b d V -

V

e

( ?T e )B T t

d V (2)

式中:C e p

为增量弹性矩阵;B 为单元应变矩阵;N

为单元形函数; ?

e 为单元位移增量分量;V e 为单元接触区空间。

将上式运用到导体的所有单元上,则整个导体的有限元方程为:

t

K U t+1=t

P -F

(3)t

K =

!

V

e

B T

C ep

B d V (4)

t

P =

!

S p

e

N

T t+ t

p d S +

!

V

e

N T

b d V (5)t

F =

! V

e

B

T t d V

(6)

式中:t

K 为t 时刻的刚度矩阵; U t +1为t +1时刻的位移增量;t

P 为t 时刻整体节点外力矢量;t

F 为t 时刻节点内力矢量;

t + t

b 为e 单元t + t 时刻单位质量

上的体力;t + t p 为e 单元t + t 在S p e 上的面力;t 为e 单元t 时刻的应力。

根据虚功原理,为保证导体在卸载过程中处于动态平衡过程,在对导体进行回弹计算中,施加与正向相反的力矩。当该力矩在数值上与成形力矩相等时,载荷即完全解除,但是在卸载过程中,应力应变过程是一个线性过程,也就是卸载过程是弹性回复的过程。在进行有限元分析时,为施加等值反向力矩,在所有的接触面上施加与加载过程大小相等,方向相反的位移,这样当接触面消失时,完成反向加载过程。

152锻 压 技 术 第35卷

2 三辊成形和回弹过程

在研究三辊成形机制的基础上,设计了如图3

所示的三辊成形方案设备。工作时,一对进给轮通过与导体间产生的摩擦力完成导体进给运动,成形轮固定,假设弯曲起弯点为导体与成形轮的接触点,那么压下轮的压下量就决定了成形半径的大小。当压下轮移除后,

导体将发生弹性回复过程。

图3 三辊成形示意图

Fig 3 S ketch of th ree rollers forming

3 三辊成形和回弹的有限元分析

3 1 有限元模型的建立

本分析过程是一个几何非线性、材料非线性和接触非线性过程,采用So lid185单元划分网格。成形过程中进给轮和导体、成形轮和导体、压下轮和导体的接触问题,采用接触对定义,设导体为柔性体,轮为刚性体。成形中的接触均采用面 面接触,选取TARGE170单元模拟刚性体(轮)的接触表面,选取CONT A174单元模拟柔性体(导体)的接触表面。由于本过程主要以弯曲变形为主,故接触刚度设置为0 1。对于导体,由于几何模型比较规则,采用映射扫略方式划分网格,轮的网格划分采用自由网格划分。有限元网格模型如图4

所示。

图4 有限元分析模型

Fig 4 M od el for finite element m ethod simulation

3 2 材料本构关系的确定

导体外层铠甲为316LN,内部为超导体,图5

是CC 导体截面图。在本研究中,导体外层铠甲316LN 材料采用双线性各向同性硬化模型,使用双线性来表示应力应变曲线,在应力应变关系图中有两个斜率???弹性斜率和塑性斜率。由于随动强化的Von m ises 屈服准则被使用,所以包含有鲍辛格效应。铠甲内的超导电缆相对于外层316LN 相当柔性,假定其材料性质呈各向同性,弹性模量可选取为1~10GPa,泊松比取值为0 2。轮材料为45钢,轮槽表面调质后高频淬火至48~55H RC 。成形过程在常温条件下完成,各种材料的参数如表1所示。

图5 导体截面图

Fig 5 Cr os s section of CC condu ctor

表1 材料在常温下的属性

Table 1 Material properties under normal temperature

材料名称弹性模量E /GPa 泊松比#屈服应力 s /M Pa 切线模量K /GPa 316LN 1880 282375

18

超导电缆100 245钢

210

0 3

3 3 接触算法和摩擦系数的选取

对于面 面接触单元,可以使用增进的拉格朗日

方法或罚函数方法。增进的拉格朗日方法为了找到精确的拉格朗日乘子(即接触力),而对罚函数进行了一系列迭代。与罚函数相比,拉格朗日方法容易得到良态条件,对接触刚度的敏感性较小[4 6]。本研究采用增进的拉格朗日方法。所有的接触问题都要定义接触刚度,本分析中导体在成形过程中主要以发生弯曲变形为主,因此接触刚度因子FK N 选择为0 1。

采用经典的库伦摩擦模型,钢之间的摩擦系数为0 1~0 15,固选定动摩擦系数为0 15,静摩擦系数为0 09。

3 4 有限元算法和边界条件的施加

在材料加工领域中,许多问题可以简化为准静态问题。对于此类问题的数值模拟,一般都采用静力隐式算法。经典静力隐式算法具有理论基础严格

153第5期文 伟等:IT ER 校正场线圈三辊成形及回弹的有限元分析

的特点,虽然面临着迭代的收敛性问题,但在求解问题的边界载荷、材料参数合适的条件下,只要其收敛,理论上就可以保证结果的正确[7]

。本研究也

采用了静力隐式算法。

成形过程中,导体完成一定的进给量后,压下轮压下。所以有限元计算时可以认为在压下轮压下过程中,导体进给一端固定,进给轮和成形轮几乎

不发生位移,故也可以视为固定。对压下轮施加导体弯曲方向的位移,其它两个方向自由度为0。移除压下轮,让导体产生弹性回复过程,即可完成回弹过程分析。

4 有限元分析和试验结果

以弯曲半径为380mm 为例,图6、图7、图8分别是导体成形后的应力分布、导体成形、回弹后的变形图。表2是不同成形半径时有限元分析和试

验结果。

图6 Von mis es 应力分布

Fig 6 Distribu tion of Von mises

stresses

图7 导体成形后变形图Fig 7 Dis placement after

forming

图8 导体回弹后的变形图Fig 8 Displacement after s pring back

从图6、图7、图8可以发现,导体在成形过程中外层铠甲已发生塑性变形。在压下轮移出后,弹

性应变能释放,导体发生弹性回复过程,有限元分析结果和理论分析情况一致。

表2 不同半径的有限元分析和试验结果

Table 2 Results of FEM analysis and experimentation

成形半径R /mm

回弹后半径R #/mm

有限元分析结果

试验结果300393 2388350469 2460380488 5482400508 7500420526 1521440544 4550460562 9570500

603 6

610

从表2可以看到,不同成形半径下导体内部储存的弹性形变能不同,因此弹性形变能释放产生的弹性回弹量也不一致。由于一定的压下量对应于特定的成形半径,因而分析结果可以为实际生产过程回弹补偿量的确定提供一定的依据。

5 结论

(1)试验结果和分析结果基本吻合,试验结果验证了有限元分析的正确性。但是由于分析将成形过程假设为准静态过程,而实际成形过程是一个多变的复杂过程,所以试验结果和分析结果之间还是存在一定误差。

(2)在试验和分析结果的基础上,为不同成形半径时的回弹补偿量确定提供了参考依据。

(3)在上述所有的成形半径下,外层铠甲都已发生塑性变形,但是在成形轮和导体接触面上应力最大,存在微小应力集中现象,可以通过增大成形轮半径来消除该现象。

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154锻 压 技 术

第35卷

有限元分析大作业报告

有限元分析大作业报告 试题1： 一、问题描述及数学建模 图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： （1）分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算； （2）分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； （3）当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。 该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，分布情况及方向如图所示。 二、采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算 1、有限元建模 （1）设置计算类型：两者因几何条件和载荷条件均满足平面应变问题，故均取Preferences 为Structural （2）选择单元类型：三节点常应变单元选择的类型是Solid Quad 4 node182；六节点三角形单元选择的类型是Solid Quad 8 node183。因研究的问题为平面应变问题，故对Element behavior（K3）设置为plane strain。 （3）定义材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比σ=0.3 （4）建几何模型：生成特征点；生成坝体截面 （5）网格化分：划分网格时，拾取lineAB和lineBC，设定input NDIV 为15；拾取lineAC，设定input NDIV 为20，选择网格划分方式为Tri+Mapped，最后得到600个单元。

（6)模型施加约束：约束采用的是对底面BC 全约束。大坝所受载荷形式为Pressure ，作用在AB 面上，分析时施加在L AB 上，方向水平向右，载荷大小沿L AB 由小到大均匀分布。以B 为坐标原点，BA 方向为纵轴y ，则沿着y 方向的受力大小可表示为： }{*980098000)10(Y y g gh P -=-==ρρ 2、 计算结果及结果分析 （1） 三节点常应变单元 三节点常应变单元的位移分布图 三节点常应变单元的应力分布图

超导磁体

4.9 超导磁体 4.9.1 概述 磁体系统是谱议的关键部件之一，它提供高强度和一定均匀度的恒定磁场，供主漂移室测量带电粒子的径迹，用以研究基本粒子间的相互作用和规律。超导磁体利用轭铁提供磁场回路。 根据BESIII 物理工作的需要，要求主漂移室有高的动量分辨率，但主漂移室的动量分辨率主要由室内物质的多次库仑散射决定，此时改进室的空间分辨率和测量次数（增加灵敏丝的层数）以改进测量统计性都不能改进动量分辨率，而增加磁场强度可以达到这一目的。但另一方面，如果磁场强度过高，更多的低能量粒子会陷在漂移室内打圈而很难测量。综合各种因素，选择北京谱仪磁铁的中心磁场设计值为1.0T 。 为避免在粒子径迹拟合时做过多的离线计算机校正，要求径迹区内磁场不均匀度较小。但由于线圈工艺复杂，体积宏大，加工生产中必然会产生不圆度。另外由于各子探测器电子学的需要，轭铁上电缆孔很多，参照BESII 的情况，目前仍将不均匀度指标定在≤5%。基于主漂移室IV 动量分辨率的要求，磁场测量精度应≤0.1%。 4.9.2 超导磁体设计 4.9.2.1 磁体基本参数设计及计算 根据北京谱仪BESIII 的物理要求，参照国际上同类磁体的设计进经验，确定采用单层线圈结构，间接冷却方式，超导电缆采用基于纯铝稳定体的设计。根据总体和内部子探测器的尺寸要求，初步确定磁体外形尺寸长度为4.91m ，内直径为2.75m ，外直径为3.4m ，线圈的长度为3.52m ，线圈中心直径为2.95m 。 若取线圈电流I 为3000A ，nI B 00μ=，其中T B 10=，可得1m 长的线圈匝数为n ≈266匝，超导电缆沿线圈轴向方向的厚度为3.7mm ，考虑到匝间的绝缘层的厚度后，线圈总匝数为921匝。考虑到线圈绕制时，由于超导电缆的连接会减少线圈的有效匝数，现将工作电流定为3150A 。 线圈的储能l D B l S B V B H E ???=??? =?=42121)21(2 0202πμμ = 9.5兆焦耳。从 n D B n S B ??=??=Φ42π=6063.6韦伯，dt dI L dt d =Φ，I L Φ =得出电感L = 2.1亨利。 考虑到在发生失超时，线圈吸收全部储能，最大温升控制在70K 以下，从超导电缆的焓差，可以确定超导电缆沿线圈径向方向的高度尺寸为20mm 。 超导线圈通电后，会产生很大的径向扩张力，需要设计一个支撑圆筒来箍住线圈，支撑筒必须是无磁材料，具有良好的焊接性能和机械强度。国外一般采

托辊跑偏调整

1、下料不正的调整胶带运行时，空转时不跑偏，有负载时跑偏，说明给料机供送物料在胶带两边分布不均匀，装料漏斗不正。应校正漏斗位置或在漏斗中间安装导料板。改变落料角度，以达到随时调整料流方向，使胶带两边料流分布均匀一致，避免胶带因供料不正负载时跑偏。 2、胶带接头不正的调整胶带运行总向一边跑偏，最大跑偏恰在接头处，而且跑偏位置不固定，说明胶带接头不正，应重新校正胶带接头或更换新接头。当胶带边缘磨损严重，使胶带两边拉力不一致，胶带跑偏位置不固定，应根据实际情况修补胶带或更换新胶带。 3、驱动滚筒与尾筒的调整胶带在机尾或机头处跑偏，应消除头尾部滚筒的平行度误差。另外，应根据滚筒水平窜动情况，校正前后滚筒水平或平等度误差，滚筒表面黏有异物和物料时及时清理，胶带跑偏就自会消失。 4、拉紧装置的调整胶带空载或重载时向一侧跑动，说明胶带两侧松紧程度不一致，应调整前后滚筒处的丝杆或配重等拉紧装置，如果胶带运转左右跑偏无固定方向，说明胶带松驰，应调整拉紧装置，绷紧胶带，跑偏就会消失。 5、托辊组调整槽形托辊调整把槽形托辊调正，带条就可以正常运行。但安装不正托辊有几组难以判断，可根据带条跑偏范围，一组组调正托辊，将带条跑偏方托辊顺带条运行方向前移或将另一侧托辊反移，移动距离以带条跑正为限。调整带条移动托辊支架时，应在托辊支架与机架上冲长孔。有时某点托辊

发生停转、脱落、黏泥、缺油等故障。应采取措施进行清扫、注油、更换托辊等，减少托辊阻力，消除胶带在固定点跑偏。立辊纠偏法胶带运行时总往一边跑偏，可在胶带跑偏处将托辊竖直安装，一方面由于立辊作用力使胶带强行复位，另一方面，由于立辊与胶带边缘摩擦作用，降低了胶带跑偏侧的线速度，使用胶带向另一侧移动直至复位。机架校正胶带运行向同一侧跑偏，并在某一位置较严重，说明托辊支架或机架扭曲不正，应校正托辊支架或机架的垂直度和水平度，更换扭曲严重的托辊支架或修复机架。

华科大有限元分析题及大作业题答案——船海专业(DOC)

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有限元分析及应用作业报告 一、问题描述 图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： 1)分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算； 2)分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； 3)当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。

二、几何建模与分析 图1-2力学模型 由于大坝长度>>横截面尺寸，且横截面沿长度方向保持不变，因此可将大坝看作无限长的实体模型，满足平面应变问题的几何条件；对截面进行受力分析，作用于大坝上的载荷平行于横截面且沿纵向方向均匀分布，两端面不受力，满足平面应变问题的载荷条件。因此该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，分布情况及方向如图1-2所示，建立几何模型，进行求解。 假设大坝的材料为钢，则其材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比σ=0.3 三、第1问的有限元建模 本题将分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算。 1）设置计算类型：两者因几何条件和载荷条件均满足平面应变问题，故均取Preferences为Structural 2）选择单元类型：三节点常应变单元选择的类型是PLANE42（Quad 4node42），该单元属于是四节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为三节点单元；六节点三角形单元选择的类型是PLANE183（Quad 8node183），该单元属于是八节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为六节点单元。因研究的问题为平面应变问题，故对Element behavior（K3）设置为plane strain。 3）定义材料参数 4）生成几何模 a. 生成特征点 b.生成坝体截面 5）网格化分：划分网格时，拾取所有线段设定input NDIV 为10，选择网格划分方式为Tri+Mapped，最后得到200个单元。 6)模型施加约束： 约束采用的是对底面BC全约束。 大坝所受载荷形式为Pressure，作用在AB面上，分析时施加在L AB上，方向水平向右，载荷大小沿L AB由小到大均匀分布（见图1-2）。以B为坐标原点，BA方向为纵轴y，则沿着y方向的受力大小可表示为： ρ（1） = gh P- =ρ g = - 10 {* } 98000 98000 (Y ) y

#标书-上下托辊支架自动焊接机器人工作站(修改)(1)

设备购置技术标书审批表 2012年8月14日 设备名称上下托辊支架自动焊接 机器人工作站 购置数量1台 计划来源2012年基建项目 主要技术参数1、机械手臂： 1.1、机械手臂数量：2个； 1.2、机械手臂最远端有效负荷：不小于6kg； 1.3、机械手臂行程：左右移动距离不低于2m，每个手臂展开半径不低于1.4m； 2、外部轴协调变位机 2.1、外部轴变位机数量：1个； 2.2、变位机参数：可自动360°旋转，允许回转半径不小于1000mm； 2.3、变位机承重：不低于250Kg； 2.4、变位机重复定位精度：±0.05mm，最大回转速度不低于180度/秒； 3、机器人必须有6个轴自动防碰撞功能；； 4、初始位置自动寻位跟踪功能，寻位精度：±0.25mm； 5、重复定位精度：不低于±0.05mm。 6、生产效率：单班产能（开机率85%）不低于110架/8小时（以带宽1.4m 可伸缩皮带机槽辊支架为准，焊缝高度2-10mm，附图纸），可满足每天三班制（每班8小时）生产要求； 项目提报单位 设备管理中心 技术部分管领导

技术标书 第一节（1）货物需求一览表 序号名称规格型号单位数量交货时间使用单位 1 上下托辊支架自动焊接 机器人工作站 非标台 1 2 随机附件及工具批 1 3 质保期内备品备件批 1 4 随机技术资料、操作手 册、质检资料（纸质和电 子版、光盘） 套 6 （2）分项报价表 序号名称单位数量单价（元）总计重要程度易损等级 1 上下托辊支架自动焊接 机器人工作站台 1 A 3 每台设备包括： 1 机器人本体台 2 A 3 1.1 控制器个 2 A 3 1.2 示教盒，带10米电缆个 2 A 3 1.3 输入、输出信号板个 2 A 3 1. 4 机器人控制电缆个 2 A 3 1. 5 机器人控制软件个 2 A 3 1. 6 弧焊软件包个 2 A 3 1. 7 智能寻位套件个 2 A 3 1.8 其他批 1 2 焊接系统 2.1 焊接电源个 2 A 3 2.2 机器人空冷焊枪个 2 B 2

重庆大学有限元第一次作业

有限元分析技术课程大作业 科 目：有限元分析技术 教 师： 姓 名： 学 号： 专 业： 机械设计及理论 类 别： 学 术 上课时间： 2016 年 11 月至 2017 年 1 月 考 生 成 绩： 阅卷评语： 阅卷教师 (签名) 重庆大学研究生院

第一章 问题提出 1.1工程介绍 某露天大型玻璃平面舞台的钢结构如图1所示，每个分格（图2中每个最小的矩形即为一个分格）x 方向尺寸为1m ，y 方向尺寸为1m ；分格的列数（x 向分格）=学生序号的百位数值×10+十位数值+5，分格的行数（y 向分格）=学生序号的个位数值+4，如序号为041的同学分格的列数为9，行数为5，111号同学分格的列数为16，行数为5。 钢结构的主梁（图1中黄色标记单元）为高160宽100厚14的方钢管，其空间摆放形式如图3所示；次梁（图1中紫色标记单元）为直径60厚10的圆钢管（单位为毫米），材料均为碳素结构钢Q235；该结构固定支撑点位于左右两端主梁和最中间（如不是正处于X 方向正中间，偏X 坐标小处布置）的次梁的两端，如图2中标记为UxyzRxyz 处。 玻璃采用四点支撑与钢结构连接（采用四点支撑表明垂直作用于玻璃平面的面载荷将传递作用于玻璃所在钢结构分格四周的节点处，表现为点载荷，如图4所示）；试对在垂直于玻璃平面方向的22 /KN m 的面载荷（包括玻璃自重、钢结构自重、活载荷（人员与演出器械载荷）、风载荷等）作用下的舞台进行有限元分析.（每分格面载荷对于每一支撑点的载荷可等效于0.5KN 的点载荷）。 1.2 作业内容 （1）屏幕截图显示该结构的平面布置结构，图形中应反映所使用软件的部分界面，如图1-2； （2）该结构每个支座的支座反力； （3）该结构节点的最大位移及其所在位置； （4）对该结构中最危险单元（杆件）进行强度校核。 图1-1

有限元分析大作业试题

有限元分析习题及大作业试题 要求：1）个人按上机指南步骤至少选择习题中3个习题独立完成，并将计算结果上交； 2）以小组为单位完成有限元分析计算； 3）以小组为单位编写计算分析报告； 4）计算分析报告应包括以下部分： A、问题描述及数学建模； B、有限元建模（单元选择、结点布置及规模、网格划分方 案、载荷及边界条件处理、求解控制） C、计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分 析评判） D、多方案计算比较（结点规模增减对精度的影响分析、单 元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的 影响分析等） E、建议与体会 4）11月1日前必须完成，并递交计算分析报告（报告要求打印）。

习题及上机指南：（试题见上机指南） 例题1 坝体的有限元建模与受力分析 例题2 平板的有限元建模与变形分析 例题1：平板的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: plane 0.5 m 0.5 m 0.5 m 0.5 m 板承受均布载荷：1.0e 5 P a 图1－1 受均布载荷作用的平板计算分析模型 1.1 进入ANSYS 程序 →ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: plane →Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu : Preferences →select Structural → OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Element T ype →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element T ypes window) → Options… →select K3: Plane stress w/thk →OK →Close (the Element T ype window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY :0.3 → OK 1.5定义实常数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constant s… →Add … →select T ype 1→ OK →input THK:1 →OK →Close (the Real Constants Window)

[液位,磁体,低温]超导磁体低温液位监测单元的设计与实现

超导磁体低温液位监测单元的设计与实现 引言 超导磁体相对于常规磁体而言，具有励磁线圈电流密度大、电流稳定性高、功耗小、体积小和运转费用低等优点，可满足用户对磁场高强度、高均匀度和高稳定度等性能的要求，在科学研究、医疗诊断、交通运输和电力系统等领域有着广阔的应用前景，其中采用了超导磁体的核磁共振(NMR)谱仪和磁共振成像(MRI)仪更是发展形成了一个产值巨大的市场.随着国民经济和科教医卫事业的迅速发展，我国对超导 NMR 和 MRI仪器设备的需求也在飞速增长，但是这些仪器设备的核心技术与制造基本上控制在少数发达国家手中，为了打破国外的技术垄断并满足国内市场的巨大需求，我国科研机构目前正在积极开展超导仪器设备的自主创新研制. 1 液氦和液氮的液位测量原理 1.1 液氦液位的测量原理 液氦的测量使用电阻式传感器，其测量原理如图 1 所示.使用一根铌钛超导丝制成的液位传感器插入液氦中，其中I+端和I-端连接电流源的正负极，V+端和V-端输出超导丝的电压.测量时，浸没在液氦中的那部分超导丝呈超导态，电阻为 0;而液面之上的超导丝由于加热电阻的作用呈正常态.通过测量传感器的电阻变化量，即可检测液氦液面的变化. 1.2 液氮液位的测量原理 液氮的测量使用电容式液位传感器，其测量原理如图 2 所示，电容传感器由两个同轴不锈钢管构成，中间使用聚四氟乙烯绝缘材料固定两个管子的位置，外管的管壁上开有若干流通孔，使液氮能在电容传感器中自由流入或流出.由于空气和液氮的介电常数不同，当液位变化时，传感器的电容量也相应变化，可以检测出液位的变化. 2 液位监测单元的硬件设计 2.1 硬件整体设计 液位监测单元的硬件整体架构如图 3 所示，液位监测单元硬件电路主要由模拟信号处理电路和以 STM32ARM 微控制器为核心的控制系统组成. 2.2 压控电流源的设计 为了适应不同规格的电阻传感器对电流源的需求，由微控制器所产生的PWM 输出经过光耦合器的隔离耦合以及比较器的缓冲后，再经过低通滤波后输出一个直流电压以控制电流源. 2.3 电压-频率转换电路

ansys有限元分析大作业

ansys有限元分析大作业

有限元大作业 设计题目: 单车的设计及ansys有限元分析 专业班级: 姓名: 学号: 指导老师: 完成日期: 2016.11.23

单车的设计及ansys模拟分析 一、单车实体设计与建模 1、总体设计 单车的总体设计三维图如下，采用pro-e进行实体建模。 在建模时修改proe默认单位为国际主单位(米千克秒 mks) Proe》文件》属性》修改

2、车架 车架是构成单车的基体，联接着单车的其余各个部件并承受骑者的体重及单车在行驶时经受各种震动和冲击力量，因此除了强度以外还应有足够的刚度，这是为了在各种行驶条件下，使固定在车架上的各机构的相对位置应保持不变，充分发挥各部位的功能。车架分为前部和后部，前部为转向部分，后部为驱动部分，由于受力较大，所有要对后半部分进行加固。

二、单车有限元模型 1、材料的选择 单车的车身选用铝合金（6061-T6）T6标志表示经过热处理、时效。 其属性如下： 弹性模量：） .6+ 90E （2 N/m 10 泊松比：0.33 质量密度：） 3 2.70E+ N/m （2 抗剪模量：） 60E .2+ N/m （2 10 屈服强度：） .2+ （2 75E 8 N/m 2、单车模型的简化 为了方便单车的模拟分析，提高电脑的运算

效率，可对单车进行初步的简化；单车受到的力的主要由车架承受，因此必须保证车架能够有足够的强度、刚度，抗振的能力，故分析的时候主要对车架进行分析。简化后的车架如下图所示。 3、单元体的选择 单车车架为实体故定义车架的单元类型为实体单元（solid）。查资料可以知道3D实体常用结构实体单元有下表。 单元名称说明 Solid45 三维结构实体单元，单元由8个节点定义，具有塑性、蠕变、应力刚化、 大变形、大应变功能，其高阶单元是 solid95

调心托辊的纠偏原理和应用

调心托辊的纠偏原理和应用带式输送机由于制造、安装以及接头不正等因素的影响, 跑偏问题不可避免。目前, 胶带跑偏的纠偏方法很多, 对于机身来说最常用和最有效的方式是采用调心托辊, 本文对调心托辊的调心原理和常用调心托辊的结构特点进行简单介绍。 1 调心托辊的调心原理 由图1a 可以看出, 当托辊的中心线与胶带的 中心线垂直时, 取胶带与托辊任一接触点M, 该点胶带的线速度V 与托辊的旋转速度V g 相等, 由于无相对滑动速度, 二者之间为静摩擦, 胶带给托辊的摩擦力F t 与托辊给胶带的摩擦反力F d 相平衡, F d 与胶带中心线夹角α= 0 , 因此当托辊的中心线与胶带的中心线垂直时, 胶带横向不受力, 胶带跑偏时托辊不能自动纠偏。 当托辊的中心线与胶带的中心线不垂直时(见 图1b) , 即托辊前倾一定角度ε时, 取任一接触点M, 该点胶带的线速度为V , 托辊的旋转速度为 V g , 由于托辊的中心线与胶带的中心线不垂直时, 产生相对滑动速度ΔV , 二者之间为动摩擦, 胶带给托辊的摩擦力F t 与相对滑动速度ΔV 方向一致, 托辊给胶带的摩擦反力F d 与相对滑动速度ΔV 方向相反; 由于F d 与胶带中心线存在一定角度α, 胶带具有横向力F h 和径向力F j , 托辊给胶带的横向纠偏力F h = F dsinα, 因此, 托辊前倾一定角度后胶带跑偏时具有纠偏能力, 调心托辊就是基于此设计、制造的。 2 调心托辊类型及结构特点 综合TD75、DX、DT Ⅱ选型设计手册, 可以看 出目前较常用的调心托辊主要有槽形调心托辊、锥形调心托辊和摩擦调心托辊。 211 槽形调心托辊 图1 调心托辊的调心原理 (a) 托辊中心线与胶带中心线垂直 (b) 托辊中心线与胶带中心线不垂直 见图2 , 槽形调心托辊主要依据TD75、DX 选 型手册, 3 个槽形辊子和2 个小立辊安装在上横梁上, 下横梁连接在中间架上, 上下横梁通过回转轴连接在一起, 胶带跑偏时, 带动上横梁绕回转轴旋转一定角度ε, 此时调心托辊给胶带施加横向推力F h , 促使跑偏后的胶带自动回到原位, 实现跑偏胶带的自动纠偏, 确保胶带对中运行。其特点是在前倾调心的基础上增加了2 个挡偏立辊, 挡偏立辊

有限元分析报告大作业

有限元分析》大作业基本要求： 1.以小组为单位完成有限元分析计算，并将计算结果上交； 2.以小组为单位撰写计算分析报告； 3.按下列模板格式完成分析报告； 4.计算结果要求提交电子版，一个算例对应一个文件夹，报告要求提交电子版和纸质版。 有限元分析》大作业 小组成 员： 储成峰李凡张晓东朱臻极高彬月 Job name ：banshou 完成日 期： 2016-11-22 一、问题描述 （要求：应结合图对问题进行详细描述，同时应清楚阐述所研究问题的受力状况 和约束情况。图应清楚、明晰，且有必要的尺寸数据。）如图所示，为一内六角螺栓扳手，其轴线形状和尺寸如图，横截面为一外 接圆半径为0.01m的正六边形，拧紧力F为600N，计算扳手拧紧时的应力分布 图1 扳手的几何结构 数学模型

要求：针对问题描述给出相应的数学模型，应包含示意图，示意图中应有必要的尺寸数据；

图 2 数学模型 如图二所示，扳手结构简单，直接按其结构进行有限元分析。 三、有限元建模 3.1 单元选择 要求：给出单元类型， 并结合图对单元类型进行必要阐述， 包括节点、自由度、 实常数等。） 图 3 单元类型 如进行了简化等处理，此处还应给出文字说

扳手截面为六边形，采用4 节点182单元，182 单元可用来对固体结构进行

二维建模。182单元可以当作一个平面单元，或者一个轴对称单元。它由4 个结点组成，每个结点有2 个自由度，分别在x,y 方向。 扳手为规则三维实体，选择8 节点185单元，它由8 个节点组成，每个节点有3 个自由度，分别在x，y，z 方向。 3.2 实常数 （要求：给出实常数的具体数值，如无需定义实常数，需明确指出对于本问题选择的单元类型，无需定义实常数。） 因为该单元类型无实常数，所以无需定义实常数 3.3材料模型 （要求：指出选择的材料模型，包括必要的参数数据。） 对于三维结构静力学，应力主要满足广义虎克定律，因此对应ANSYS中的线性，弹性，各项同性，弹性模量EX：2e11 Pa, 泊松比PRXY=0.3 3.4几何建模由于扳手结构比较简单，所以可以直接在ANSYS软件上直接建模，在ANSYS建 立正六 边形，再创立直线，面沿线挤出体，得到扳手几何模型 图4 几何建模

重庆大学研究生有限元大作业教学内容

重庆大学研究生有限 元大作业

课程研究报告 科目：有限元分析技术教师：阎春平姓名：色学号： 2 专业：机械工程类别：学术 上课时间： 2015 年 11 月至 2016 年 1 月 考生成绩： 阅卷评语： 阅卷教师 (签名)

有限元分析技术作业 姓名: 色序号: 是学号: 2 一、题目描述及要求 钢结构的主梁为高160宽100厚14的方钢管，次梁为直径60厚10的圆钢管（单位为毫米），材料均为碳素结构钢Q235；该结构固定支撑点位于左右两端主梁和最中间。主梁和次梁之间是固接。试对在垂直于玻璃平面方向的2kPa 的面载荷（包括玻璃自重、钢结构自重、活载荷（人员与演出器械载荷）、风载荷等）作用下的舞台进行有限元分析。 二、题目分析 根据序号为069，换算得钢结构框架为11列13行。由于每个格子的大小为1×1（单位米），因此框架的外边框应为11000×13000（单位毫米）。 三、具体操作及分析求解 1、准备工作 执行Utility Menu：File → Clear＆start new 清除当前数据库并开始新的分析，更改文件名和文件标题，如图1.1。选择GUI filter，执行 Main Menu: Preferences → Structural → OK，如图1.2所示

图1.1清除当前数据库并开始新的分析 图1.2 设置GUI filter 2、选择单元类型。 执行Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add→ select→ BEAM188，如图2.1。之后点击OK(回到Element Types window) →Close

有限元分析作业报告 英文版

有限元分析及应用上机实验报告 学院：机电工程学院 专业：机械工程 班级：硕士1606班 姓名：钱树生 学号：163712160 指导教师：李毅波 日期：2016.12.02

1.Question Fig.1.Schematic diagram of herringbone roof truss. Question:The geometric dimensions of the chevron roof is shown in Fig.1,you should analyze it by statics，as a result you should give the displacement and axial force and axial force diagram of the deformation diagram. Conditions:The ends of the roof truss were fixed,the sectional area of the truss is 0.01m2,elastic modulus is2.0×1011 N/m2,poisson's ratio is 0.3. 2.The software used ANSYS Finite element software(APDL 15.0) 3.Solving process Point1 was choosed as the Coordinate point, horizontal to the right was the X axis，the upright direction is choosed as the Yaxis to create a coordinate system. The nodes was numberedas shown in Figure 1，node 1 and node 5 was fixed，and the force on node 6,7,8was is 1k N，the direction is opposite to the Y-axis 3.1 The preparatory work before analysis （1）Specify the new file name. Select Utility>Menu> File>Change Jobname, then pop-up the dialog box Change Jobname,inputthe the working file name ‘2D-sp’ in the Enter New Jobname, click OK to finish the difinition, as shown in Fig.2. Fig.2.The difinition of working file name. （2）Specify a new title.Select Utility>Menu>File>Change Title，then pop-up the dialog box Change Title,inputthe the file name ‘2D-sp pro’ in the Enter New Title,click OK to finish the difinition, as shown in Fig.3.

第三章平面问题的有限元法作业及答案

第三章 平面问题的有限元法作业 1. 图示一个等腰三角形单元及其节点编码情况，设μ=0，单元厚度为t 。求 1）形函数矩阵[]N ；2）应变矩阵[]B ；3）应力矩阵[]S 。 4 第1题图 第2题图 2. 如题图所示，结构为边长等于a 的正方形，已知其节点位移分别为：11(,)u v 、 22(,)u v 、33(,)u v 、44(,)u v 。试求A 、B 、C 三点的位移。其中A 为正方形形心，B 为三角形形心。 3.直角边边长为l 的三角形单元，如题图所示。试计算单元等效节点载荷列阵（单元厚度为t ，不计自重）。 第3题图 第4题图 4. 如题图所示，各单元均为直角边边长等于l 的直角三角形。试计算（1）单元等效节点载荷列阵；（2）整体等效节点载荷列阵。已知单元厚度为t ，不计自重。

5．下列3个有限元模型网格，哪种节点编号更合理？为什么？ 9 34 6 7912 11 34 6 12142 (a) (b) (c) 第5题图 6.将图示结构画出有限元模型；标出单元号和节点号；给出位移边界条件；并计算半带宽（结构厚度为t ）。 2a (a) (b) 无限长圆筒 (c) 第6题图 7. 结构如图所示，已知结构材料常数E 和 ，单元厚度为t 。利用结构的对称性，采用一个单元，分别计算节点位移和单元应力。 第7题图

答案： 1. 1）形函数 i x N a = ， j y N a = ， 1m x y N a a =-- 2）应变矩阵 []1000101 000101011011B a -????=-??--???? 3）应力矩阵 []100010100 01 0111 110022 2 2S a ? ???-? ?=-????- -? ?? ? 2. A 点的位移为 ()2312A u u u = + ， ()231 2A v v v =+ B 点的位移为 ()24313B u u u u = ++ ， ()2431 3B v v v v =++ C 点的位移为 ()1223C a u u u = + ， ()C 1223 a v v v =+ 3. 单元等效节点载荷列阵为 {}11 11 00003 663 T e i j i j R q q q q ?? =++?? ?? 4. （2）整体等效节点载荷向量为 {}111100006 322T R qlt P qlt P P qlt qlt ?? =-???? 7. （1） 减缩后的整体刚度方程 22 12 2 1222 22221110222021102(1)2 2102x x b b ab R b ab b P v Et ab a b ab ab R v b a μμμ μμμμμμ---??- - ??????????--?????? -??? ?=????---+ +? ???? ?????????-????+?? ? ? 节点位移

有限元分析及应用大作业

有限元分析及应用大作业 作业要求： 1）个人按上机指南步骤至少选择习题中3个习题独立完成，并将计算结果上交； 也可根据自己科研工作给出计算实例。 2）以小组为单位完成有限元分析计算； 3）以小组为单位编写计算分析报告； 4）计算分析报告应包括以下部分： A、问题描述及数学建模； B、有限元建模（单元选择、结点布置及规模、网格划分方案、载荷及边界 条件处理、求解控制） C、计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分析评判） D、多方案计算比较（结点规模增减对精度的影响分析、单元改变对精度的 影响分析、不同网格划分方案对结果的影响分析等） 题一：图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： 1）分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算；（注意ANSYS中用四边形单元退化为三节点三角形单元） 2）分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； 3）当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。 解：1.建模： 由于大坝长度>>横截面尺寸，且横截面沿长度方向保持不变，因此可将大坝看作无限长的实体模型，满足平面应变问题的几何条件；对截面进行受力分析，作

用于大坝上的载荷平行于横截面且沿纵向方向均匀分布，两端面不受力，满足平面应变问题的载荷条件。因此该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，分布情况P=98000-9800*Y；建立几何模型，进行求解；假设大坝的材料为钢，则其材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比σ=0.3； 2：有限元建模过程： 2.1 进入ANSYS : 程序→ANSYS APDL 15.0 2.2设置计算类型: ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 2.3选择单元类型: ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 182(三节点常应变单元选择Solid Quad 4node 182，六节点三角形单元选择Solid Quad 8node 183)→OK (back to Element Types window) →Option →select K3: Plane Strain →OK→Close (the Element Type window) 2.4定义材料参数： ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY:0.3 →OK 2.5生成几何模型： 生成特征点： ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints→In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0,0),2(10,0),3(1,5),4(0.45,5) →OK 生成坝体截面： ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →Through KPS →依次连接四个特征点，1(0,0),2(6,0),3(0,10) →OK 2.6 网格划分： ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→(Size Controls) lines: Set →依次拾取两条直角边:OK→input NDIV: 15 →Apply→依次拾取斜边:OK →input NDIV: 20 →OK →(back to the mesh tool window)Mesh:Areas, Shape: tri, Mapped →Mesh →Pick All (in Picking Menu) →Close( the Mesh Tool window) 2.7 模型施加约束： 给底边施加x和y方向的约束： ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →On lines →pick the lines →OK →select Lab2:UX, UY →OK 给竖直边施加y方向的分布载荷： ANSYS 命令菜单栏: Parameters →Functions →Define/Edit →1) 在下方的下拉列表框内选择x ,作为设置的变量；2) 在Result窗口中出现{X},写入所施加的载荷函数： 98000-9800*{Y}；3) File>Save(文件扩展名：func) →返回：Parameters →Functions →Read from file：将需要的.func文件打开，参数名取meng，它表示随之将施加的载荷→OK →ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Lines →拾取竖直边；OK →在下拉列表框中，选择：Existing table →OK →选择需要的载荷为meng参数名→OK 2.8 分析计算： ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK(to close the solve Current Load

皮带输送机调心托辊纠偏原理和应用

皮带输送机调心托辊纠偏原理和应用 皮带输送机由于制造、安装以及接头不正等因素的影响，跑偏问题不可避免。目前，输送带跑偏的纠偏方法很多，对于输送机来说最常用和最有效的方式是采用调心托辊，本文对调心托辊的调心原理和常用调心托辊的结构特点进行简单介绍。 1、调心托辊的调心原理 当托辊的中心线与输送带的中心线垂直时，取输送带与托辊任一接触点M，该点输送带的线速度V与托辊的旋转速度V g相等，由于无相对滑动速度，二者之间为静摩擦，胶带给托辊的摩擦力Ft与托辊给胶带的摩擦反力F d相平衡，F d与胶带中心线夹角α=0，因此当托辊的中心线与胶带的中心线垂直时，胶带横向不受力，胶带跑偏时托辊不能自动纠偏。 当托辊的中心线与输送带的中心线不垂直时，即托辊前倾一定角度ε时，取任一接触点M，该点输送带的线速度为V，托辊的旋转速度为V g，由于托辊的中心线与胶带的中心线不垂直时，产生相对滑动速度ΔV，二者之间为动摩擦，胶带给托辊的摩擦力Ft与相对滑动速度ΔV方向一致，托辊给胶带的摩擦反力F d与相对滑动速度ΔV方向相反;由于F d与胶带中心线存在一定角度α，胶带具有横向力F h和径向力F j，托辊给胶带的横向纠偏力 F h=F dsinα，因此，托辊前倾一定角度后胶带跑偏时具有纠偏能力，调心托辊就是基于此设计、制造的。 2、调心托辊类型及结构特点 综合TD75、DX、DTⅡ选型设计手册，可以看出目前较常用的调心托辊主要有槽形调心托辊、锥形调心托辊和摩擦调心托辊。 (1)槽形调心托辊 槽形调心托辊主要依据TD75、DX选型手册，3个槽形辊子和2个小立辊安装在上横梁上，下横梁连接在中间架上，上下横梁通过回转轴连接在一起，胶带跑偏时，带动上横梁绕回转轴旋转一定角度ε，此时调心托辊给胶带施加横向推力Fh，促使跑偏后的胶带自动回到原位，实现跑偏胶带的自动纠偏，确保胶带对中运行。其特点是在前倾调心的基础上增加了2个挡偏立辊，挡偏立辊可以在跑偏严重的情况下，直接阻止和限制胶带跑偏，促使胶带对中运行，使调心效果更好。 (2)锥形调心托辊 锥形调心托辊主要依据DTⅡ选型手册，2个锥形辊子分别安装在各自的回转轴上，2个回转架通过连杆机构实现同步，横梁直接连接在中间架上，胶带跑偏后带动回转架绕回转轴旋转一定角度ε，此时调心托辊给胶带施加横向推力Fh，促使跑偏后的胶带回复原位，实现跑偏胶带的自动纠偏，确保胶带对中运行。其特点是把原前倾调心的槽形辊子换成了锥形辊子，由于锥形辊子两端的直径大下不同，故辊子旋转时，辊子的大小头与胶带接触处的线速度不同，存在着速度差，从而改变了托辊的受力状况，使胶带跑偏后产生的横向推力增大，调心效果更加明显。 由于锥形调心托辊2个回转轴是分开的，回转轴强度较弱，大运量时出现回转轴弯曲现象，另外促使2个回转架实现同步的连杆机构，由于制造、安装等多种因素同步效果不太理想，影响自动调心效果。 (3)摩擦调心托辊 摩擦调心托辊主要依据DTⅡ选型手册，槽形辊子和摩擦辊子安装在上横梁上，下横梁连接在中间架上，上下横梁通过回转轴连接在一起(托辊架结构与槽形托辊架类似)，胶带跑偏后带动上横梁绕回转轴旋转一定角度ε，调心托辊给胶带施加横向推力Fh，促使跑偏后

有限元法大作业

有限元法大作业 一平面刚架的程序 用Visual C++编制的平面刚架的源程序如下： ///////////////////////////////////////////////////////程序开始////////////////////////////////////////////////////////////////// #include"iostream.h" #include"math.h" #include"stdlib.h" #include"conio.h" //***************** //声明必要变量 //***************** #define PI 3.141592654 int NE; //单元数 int NJ; //节点数 int NZ; //支承数 int NPJ; //有节点载荷作用的节点数 int NPF; //非节点载荷数 int HZ; //载荷码 int E; //单元码 int fangchengshu; double F[303]; //各节点等效总载荷数值 int dym_jdm[100][2]; //单元码对应的节点码:dym_jdm[][0], dym_jdm[][1]分为前后节点总码 int zhichengweizhi[300]; //记录支持节点作用点的数组 int fjzhzuoyongdanyuan[100]; //非节点载荷作用单元 int fjzhleixing[100]; //非节点载荷类型:1-均布,2-垂直集中,3-平行集中,4-力偶,5-角度集中 double fjzhzhi[100]; //非节点载荷的值 double fjzhzuoyongdian[100]; //非节点载荷在各竿的作用点 double fjzhjiaodu[100]; //非节点载荷作用角度 int jdzhzuoyongdian[100]; //节点载荷作用的节点数组 double jiedianzaihe[101][3];//节点载荷值,其jiedianzaihe[][0]-- jiedianzaihe[][2]分别为U, V, M double zhengtigangdu[303][303]; //整体刚度数组 double changdu[100]; //各单元竿长数组 double jiaodu[100]; //各单元角度数组 double tanxingmoliang[100]; //各单元弹性模量数组 double J_moliang[100]; //各单元J模量数组 double mianji[100]; //各单元面积数组 double weiyi[303]; //记录各个节点位移的数组 double dy_weiyi[100][6]; //各个单元在局部坐标系中的位移数组dy_weiyi[i][0]-dyweiyi[i][6]分别为第i+1单元的u1,v1,@1,u2,v2,@2 double dy_neili[100][6];//各个单元在局部坐标系中的固端内力dy_weiyi[i][0]-dyweiyi[i][6]分别为第i+1单元的U1,V1,M1,U2,V2,M2 double gan_neili[100][6];//各个单元的竿端内力数组,gan_neili[i][6]表示第i+1单元的6内力. //*******************