ANSYS课程设计论文

学 号： 201520110134
课 程 设 计
题 目 机械设计及理论方向课程设计
教 学 院
机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 15机制（专升本）
姓
名 指导教师
2015 年 12 月 24 日
目录
设计任务书 (1)
第1章绪论 (5)
1.1 题目分析 (5)
1.1.1 工作特点 (5)
1.1.2 结构特点 (5)
1.1.3 活塞设计的性能要求 (6)
1.1.4 材料选取 (6)
1.2 设计方案的拟订 (7)
1.2.1 设计基础和条件 (7)
1.2.2 有限元方法的运用 (7)
第2章绘制平面图 (9)
第3章创建3D有限元模型 (10)
3.1 在ProE中建立3D模型 (10)
3.1.1建模过程 (10)
3.2 在ANSYS中建立3D模型 (11)
3.1.1建模过程 (11)
4.1 单元类型设置 (12)
4.2 设置单元尺寸 (12)
4.3 材料属性 (12)
4.4划分网格 (12)
4.5 选择分析类型 (13)
4.6 施加载荷 (13)
4.6.1 施加两孔约束 (13)
4.7 求解 (14)
4.8 结果后处理 (14)
4.8.1 变形 (14)
4.8.2 应力 (15)
第5章加载、求解、结果后处理（模态） (16)
5.1 单元类型设置 (16)
5.2 设置单元尺寸 (16)
5.3 材料属性 (16)
5.4 划分网格 (16)
5.5 选择分析类型 (17)
5.6 设定拓展模态结束 (17)
5.7 施加载荷 (17)
5.8 求解 (17)
5.9 结果后处理 (17)
5.9.1 查看结果摘要。

(17)
5.9.2 查看各阶振型 (18)
设计小结 (20)
参考资料 (21)
设计任务书
2015～2016学年第一学期
《机械有限元分析》课程设计任务书
设计名称机械设计及理
论方向课程设
计
班级
机械设计制造及
其自动化2015（专
升本）
地点403
一、课程设计目的
课程目的和任务旨在使学生了解有限元分析的基本方法，通过使用计算机计算工程力学中的若干问题，进一步加深工程力学课程中的基本概念和基本理论，培养学生解决一些简单的工程实际问题的能力，为学生在今后的机械课程设计和毕业设计中对机械构件进行力学分析打下扎实的基础。

二、课程设计内容
1．ANSYS有限元分析软件简介、功能概览和分析案例；
2．ANSYS图形用户界面及基本操作方法；3．创建3D有限元模型；
4．加载、求解、结果后处理；5．分析结果评价。

任务
组别
设计参数
尺寸载荷尺寸载荷尺寸载荷尺寸载荷尺寸
载
荷
1
a=φ
30 b=
φ8
c=8
d=25
e=12
P=3
MPa
a=φ
31 b=
φ8
c=8
d=25
e=12
P=3
MPa
a=φ
32 b=
φ8
c=8
d=25
e=12
P=2.6
MPa
a=φ
33 b=
φ8
c=8
d=25
e=12
P=3
MPa
a=φ34
b=φ8
c=8
d=25
e=12
P=3
MPa
2
a=φ
32 b=
φ6
c=8
d=25
e=12
P=3
MPa
a=φ
32 b=
φ7
c=8
d=25
e=12
P=3
MPa
a=φ
32 b=
φ8
c=8
d=25
e=12
P=2.7
MPa
a=φ
32 b=
φ9
c=8
d=25
e=12
P=3
MPa
a=φ31
b=φ10
c=8
d=25
e=12
P=3
MPa
3
a=φ
32 b=
φ8
c=6
d=25
e=12
P=3
MPa
a=φ
32 b=
φ8
c=7
d=25
e=12
P=3
MPa
a=φ
32 b=
φ8
c=8
d=25
e=12
P=2.8
MPa
a=φ
32 b=
φ8
c=9
d=25
e=12
P=3
MPa
a=φ31
b=φ8
c=10
d=25
e=12
P=3
MPa
工作中当活塞处于压缩行程上顶点时，活塞顶部所受的压力P 大约为3MPa,活塞销孔通过活塞销的作用而达到平衡。

4
a=φ32 b=φ8 c=8 d=23 e=12 P=3 MPa
a=φ32 b=φ8 c=8 d=24 e=12 P=3 MPa
a=φ32 b=φ8 c=8 d=25 e=12 P=2.9 MPa
a=φ32 b=φ8 c=8 d=26 e=12 P=3 MPa a=φ31
b=φ8 c=8 d=27 e=12 P=3
MPa
5
a=φ32 b=φ8 c=8 d=25 e=10 P=3 MPa
a=φ32 b=φ8 c=8 d=25 e=11 P=3 MPa
a=φ32 b=φ8 c=8 d=25 e=12 P=3.0 MPa
a=φ32 b=φ8 c=8 d=25 e=13 P=3 MPa a=φ31
b=φ8 c=8 d=25 e=14 P=3
MPa
6
a=φ30 b=φ6 c=8 d=25 e=12 P=3 MPa
a=φ31 b=φ7 c=8 d=25 e=12 P=3 MPa
a=φ32 b=φ8 c=8 d=25 e=12 P=3.1 MPa
a=φ33 b=φ9 c=8 d=25 e=12 P=3 MPa a=φ34
b=φ10 c=8 d=25 e=12 P=3
MPa
7
a=φ32 b=φ8 c=6 d=23
P=3 MPa
a=φ32 b=φ8 c=7 d=24
P=3 MPa
a=φ32 b=φ8 c=9 d=26
P=3.2 MPa
a=φ32 b=φ8 c=10 d=27
P=3 MPa a=φ31 b=φ10
c=10 d=25
P=3
MPa
附：
设计计算说明书内容
0、封面（题目、班级、姓名、学号、指导老师、课程设计起始时间）
1、目录（标题、页次）
2、设计任务书（装订原发的设计任务书）
3、前言（a题目分析：包括材料选取，结构特点，工作特点和现代一般技术。

b 设计方案的拟订：设计基础和条件，有限元方法的运用）
4、绘制平面图、创建3D有限元模型（自底向上和自顶向下建模方式、从其他CAD中建模后导入、比较分析他们的不同、选择合适的网格划分方式，指出划分精度对分析结果的影响）
5、加载（说明加载方式、部位）、求解（静态和模态方式求解）
6、结果后处理（截图说明计算的结果大小和危险点的部位）分析结果评价（通过结果比较说明现有结构是否合理）
7、设计小结（设计体会、本次设计的优缺点及改进意见等）
8、参考资料（资料的编号[ ]，作者，书名，出版单位和出版年、月）
9、参照格式要求（字体大小、行间距、序号等）
三、进度安排
第15周周一教师布置题目和内容；周二学生查阅收集相关资料进行分析；
周三绘制平面图；周四创建实体模型；
周五创建有限元模型
第16周周一加载_求解_后处理；周二分析结果评价
周三课程设计总结；周四编写课程设计说明书；周五答辩；
四、基本要求
1. 了解有限元分析的基本原理和方法；
2. 熟悉有限元分析软件（ANSYS）的图形用户界面和菜单；
3. 能熟练创建二维和三维有限元分析模型；
4. 会使用指定的单元对有限元分析模型进行网格划分，也能对一些简单的有限元分析模型选择合适的单元进行网格划分；
5. 能熟练使用工程力学的知识来确定模型的约束条件和受力的类型；
6. 会使用有限元分析软件对有限元分析模型进行计算；
7. 能熟练掌握有限元分析后处理过程，并对计算结果作出正确的评价；
8. 掌握使用有限元分析方法对机械构件进行优化设计的过程；
车辆与交通教研室
2015.11.10
第1章绪论
活塞是发动机的重要部件之一，与连杆构成发动机的心脏，活塞通过运动将燃气压力传递给连杆再至曲轴输出，工作时受力非常复杂。

1.1 题目分析
1.1.1 工作特点
在发动机工作时，活塞直接与瞬时温度2200摄氏度的高温气体压力，汽油机达4MPa~5MPa，柴油机高达8MPa~9MPa，甚至更高；这就使得活塞陈胜冲击，并承受侧压力的作用。

此外，活塞在气缸内往复运动线速可达11m/s~16m/s；在这种恶劣的条件下工作，且速度在不断地变化，这就产生很大的附加载荷。

活塞承受着高温、高压的热负荷和机械负荷。

因此活塞作为发动机中热传递能量的一个非常重要的构件。

1.1.2 结构特点
（1）活塞顶部是燃烧室的组成部分，承受高温气体的压力。

活塞的顶部有平顶、凸顶、凹顶、成形顶等不同形状，有些活塞顶部在与气门对应的位置上有凹坑，是为防止活塞在上止点与气门相碰而设的。

活塞缸位序号、加大尺寸、安装向前标记等一般也刻在活塞顶部。

（2）活塞头部。

是指活塞环槽以上的部分，主要用来安装活塞环，以实现气缸的密封。

活塞头部加工有安装活塞环的环槽，一般有3~4道环槽，最下面一道环槽安装油环，其它环槽安装气环。

油环环槽底部的孔是让气缸壁上多余的润滑油通过活塞内腔流回曲轴箱。

有些油环槽的底部是一条较窄的槽，除回油作用外，还有减少活塞头部向裙部传递热量的作用，所以称之为隔热槽，有些活塞的隔热槽设在油环槽下方的活塞裙部。

还有些活塞在第一道环槽的上方设有隔热槽，以减少活塞顶部向下传递的热量。

（3）活塞裙部。

活塞环槽以下的部分称活塞裙部，为活塞的往复运动起导向作用。

在常温下活塞裙部断面制成长轴垂直于活塞销方向的椭圆形，以保证在热态下活塞与气缸的配合间隙均匀。

在常温下活塞呈上小下大的锥形。

有些活塞裙部除设有隔热槽外，还有膨胀槽，膨胀槽可使活塞裙部具有一定的弹性，在低温时与气缸的配合间隙较小并且高温时又不致在气缸中卡死。

膨胀槽必须斜
切，不能与活塞轴线平行，以防导致气缸磨损不均匀。

为防止切槽处裂损，在隔热槽和膨胀槽的端部都必须加工止裂孔。

活塞裙部开槽会降低其强度和刚度，一般只适用于负荷较小的发动机。

为限制活塞裙部的膨胀量，有些活塞在销座中镶铸有膨胀系数较低的“恒范钢片”。

（4）活塞销座。

活塞销座位于活塞裙部的上部，加工有座孔，用以安装活塞销。

在活塞销座孔内一般加工有卡环槽，以便安装活塞销卡环，防止活塞销工作时轴向窜动。

有些活塞销座上加工有油孔，以便飞溅的润滑油对活塞销与座孔进行润滑。

为减小活塞销座处受热后的变形量，有些活塞的销座外表面是凹陷的。

在活塞内腔的活塞销座与活塞顶部之间一般铸有加强筋，以提高活塞的刚度。

1.1.3 活塞设计的性能要求
（1）热强度高。

在高温下仍有足够的机械性能，使零件不致损。

（2）导热性好，吸热性差。

以降低顶部及环区的温度，并减少热应力。

（3）膨胀系数小。

使活塞与气缸间能保持较小间隙。

（4）比重小。

以降低活塞组的往复惯性力，从而降低了曲轴连杆组的机械负荷和平衡配重
1.1.4 材料选取
通过分析各项材料的数值和性能，发现铝基复合材料密度低，有良好的尺寸稳定性，增强体的加入在提高铝基复合材料强度和模量的同时，降低了塑形。

高的耐磨性是铝基复合材料（SiC、Al203增强）的特点之一。

铝基复合材料的疲劳强度一般比基体金属高，而断裂韧性却下降。

铝基复合材料的价格相对比较便宜，在工业体系中对铝金属的加工利用也相对比较成熟，在这方面的研究与生产都相对成熟，具有更高的可靠性。

陶瓷材料具有极高的硬度，其硬度大多在1500HV以上。

具有优于金属的高温强度和高温抗蠕变能力，热膨胀系数小、热导率低、化学稳定性高、抗氧化性能优良。

但是其抗拉强度低，抗压强度较高，具有高弹性模量、高脆性韧性差。

陶瓷材料加工虽然有很多方法，但加工成本高、加工效率低、加工质量不理想。

陶瓷的加工余量大、加工刀具费用大。

工业体系中对陶瓷材料的利用也不太成熟，可靠性不高。

综上所述，活塞材料最终确定为铝基复合材料——铝合金5083-H112。

1.2 设计方案的拟订
1.2.1 设计基础和条件
首先我们对活塞进行了分析。

活塞是发动机工作条件最严酷的零件。

活塞工作时，顶部承受了很高的燃气压力，而且做往复运动的活塞组的惯性力将达到很高的数值。

此外，活塞还要承受连杆倾斜位置时侧压力的周期性冲击。

在气体压力、往复惯性力和测压力的综合作用下，活塞的机械负荷相当严重，造成了活塞变形、活塞裙部磨损、活塞销座开裂等不良后果。

由于活塞顶部的燃气温度很高，且分布不均匀，使得活塞热膨胀量增大，从而破坏活塞与气缸壁之间的正常间隙。

由于冷热不均匀所产生的热应力，会使活塞顶部出现疲劳热烈现象，因此，活塞部件的设计是否合理，将直接关系到发动机的可靠性、寿命、排放、经济性等至关重要的参数。

因此，进行活塞疲劳强度试验以及有限元模拟分析。

目前，针对活塞零件进行试验分析主要分为两类，温度场下产生的热疲劳试验和机械交变载荷作用下的机械疲劳试验。

有限元法是当今工程分析中应用最广泛的数值计算方法。

由于它的通用性和有效性，所以受到工程技术界的高度重视。

有限元计算结果可以作为各类工业产品设计和性能分析的可靠依据。

使用有限元法分析活塞模型，可以很直接地分析活塞零部件的结构强度问题，热负荷问题，而研究分析的结果与试验相结合将验证试验进行的有效性。

鉴于此，采用有限技术，应用ANSYS软件对活塞进行分析，结构动力分析及相应的非线性分析，研究活塞组件在不同情况下的应力、应变状态、变形分布规律及其危险部位，将具有非常重要的意义。

同时，上述分析的研究的结果，用于活塞机械疲劳失效行为分析，可以为优化设计提供精确的理论依据。

1.2.2 有限元方法的运用
活塞结构为三维不规则的几何体，而且所受载荷极为复杂，对其结构分析和设计，长期以来采用试验分析和经验设计的方法。

由于测量方法的局限性和测试技术的复杂性，它们的应用受到一定的限制，加上试验周期较长、费用较高，要想通过对大量不同方案的测试研究来寻求一个最佳设计，往往是困难的和不合算的。

而且对于活塞组织结构复杂的部件，即使得到问题所遵循的基本方程和相应的边界条件，由于物体的
几何形状复杂或者某些特征是非线性的，也很难得到其力学问题或场问题的解析解。

在这种情况下，采用有限元法进行其工作状态的仿真，将为活塞组的结构分析和设计提供有力的手段。

有限元法其基本思想是将求解区域离散为一组有限的且按一定方式相互连接在一起的单元的组合体。

有限单元法分析问题的思路是从结构矩阵分析推广而来的。

起源于50年代的杆系结构矩阵分析，是把每一杆件作为一个单元，整个结构就看做是由有限单元连接而成的集合体，分析每个单元的力学特性后，再组集起来就能建立完整的力学方程式，最后利用计算机求解。

有限元离散化是假想把弹性连续体分割成数目有限的单元，并认为相邻单元之间仅在节点处相连。

根据物体的几何特征、载荷特征、边界约束特征等，单元有各种类型，节点一般都在单元边界上，节点的位移分量是作为结构的基本位置量，这样组成的有限单元结合体，并引进等效节点力以及节点约束的条件，由于节点数目有限，就成为具有有限自由度的有限计算模型，它代替力原来具有无限多自由度的连续体。

在此基础上，对每一单元根据分块近似的思想，假设一个简单的函数来近似模拟其位移分量的分布规律，即选择位移模式，再通过虚功原理求每个单元的平衡方程，就是建立单元节点力与节点位置之间的关系。

最后，把所有单元的这种特性关系，按照保持节点位移连续和节点力平衡的方式集合起来，就可以得到整个物体的平衡方程组，引入边界的约束条件后，解此方程就求得节点位移，并计算处各单位的应力。

因此，完整的有限元分析为：①决定分析项目，获取材料性质，分析结构；②建立有限模型，包括单元类型、材料性质、生成有限元网格；③加载并求解；④输出分析结果。

第2章绘制平面图使用AutoCAD绘制模型平面图，如图2-1所示
图2-1
第3章创建3D有限元模型3.1 在ProE中建立3D模型
3.1.1建模过程
①使用旋转命令画出外轮廓；
②用旋转切命令画出两条环槽；
③通过槽的位置及d=25的尺寸确定活
塞的整体长度；
④用拉伸切命令切除梯形；
⑤拉伸一个圆柱体切除底部的材料；
⑥使用曲面的方法画出内部的形状，再
使用实体化命令切除内部材料；
⑦拉伸一个圆柱体，切除两个圆柱孔；图3-1
⑧隐藏坐标轴和中心线，至此建模完成。

如图3-1所示
保存为副本，格式为IGES，并导入到
ANSYS软件中，如图3-2所示
由图2-2可以看出，通过ProE建模，
保存为IGES格式，并导入到ANSYS软件
中时模型部分缺失。

通过查找质料分析可
知，是由于ProE版本过高导致，顾此次
3D建模不采用ProE建模，而是使用
ANSYS软件建模。

图3-2
3.2 在ANSYS中建立3D模型
3.1.1建模过程
①首先画出内槽的三个实体棱形、圆柱体、球，然后通过布尔运算的交运算求出他们的共同体即可得到内槽；
②类似的用同样方法画出外面的大圆柱体；
③运用布尔运算的减运算第②步的减去第①步的；
④移动工作坐标，画出两个空心圆柱体，在运用布尔运算的减运算即可得到环槽；
⑤移动工作坐标，切除多余的材料；
⑥建立四个关键点，画出梯形截面
⑦通过截面拉伸处出实体，运用布尔减运算切除底部的材料；
⑧移动工作坐标，画出圆柱体，运用布尔减运算切除底部的材料；
⑨移动工作坐标，画出圆柱体，运用布尔减运算切除材料，得到两个圆柱孔；
⑩得到3D模型，如图所示：
图3-3 图3-4
第4章 加载、求解、结果后处理（静态）
4.1 单元类型设置
菜单路径Main Menu →Preprocessor →Element type →Add/Edit/Delete 命令，弹出Element Type 对话框。

单击Add..按钮，弹出Library of Element Type 对话框。

分别选择”Structural Solid ”和”Tet 10node 92”选项，单击OK 按钮，单击Close 按钮，完成单元类型选择。

4.2 设置单元尺寸
菜单路径Main Menu →Preprocessor →Meshingr →Size Cntrl →Manualsize →Globa →size
在弹出的Global Element sizes 的对话框中得SIZE Elemen edge length 的选项中输入3，并点击OK 。

4.3 材料属性
通过分析，本次设计活塞材料型号为5083-H112的铝合金，其材料属性为：弹性模量71GMP ，泊松比为0.28，密度为3/6-2.7E mm KG
菜单路径Main Menu →Preprocessor →Meterial Props →Material Models →Structure →Linear →Elastic →Isotropic EX=7.1E4
PRXY=0.28
菜单路径Main Menu →Preprocessor →
Meterial Props →Material Models →Density
DENS=2.7E-6
4.4划分网格
菜单路径Main Menu →Preprocessor →
Meshing →Meshtool ，弹出一个拾取框，勾选 图4-1
Smart Size ，设定为4，采用自由网格划分方式，点击“Mesh ”，单击Pick All 按钮，
生成有限元分析模型如图4-1。

划分精度为4，此模型划分为19153个单元，，共30074个节点
4.5 选择分析类型
菜单路径Main Menu→Solution→Analysis Type弹出“New Analysis”，设定分析类型为“Static”
4.6 施加载荷
4.6.1 施加两孔约束
菜单路径Main Menu→Solution→
Define Loads→Apply→Structural→
Displacement→On Areas命令，弹出一个拾
取框，拾取圆孔的4个曲面，单击OK按钮，
选择“ALL DOF”选项，单击OK按钮。

效果如图4-2所示
约束圆孔的4个曲面为全约束。

图4-2
4.6.2 施加面载荷
菜单路径Menu→Solution→Define Loads
→Apply→Structural→Pressure→On Areas命
令，弹出一个拾取框。

拾取顶面，单击OK按
钮。

在Load PRES value 文本框中输入“3”
OK按钮，完成载荷施加，效果如图4-3所示。

活塞在工作时，由于气体压力作用在活塞
顶部，特别是作功程压力最大，这就是活塞产生了冲击，并且承受侧压力的作用，随着往复
运动，产生的惯性力使活塞受到很大的附加载图4-3
荷。

所以我们只考虑顶部压力载荷，活塞顶部曲面受到的压力为3MPa。

4.7 求解
菜单路径Main Menu→Solution→Solve→Current LS，弹出一个提示框。

游览后执行File>Close命令，单击OK按钮开始求解运算。

在出现一个“Solution is done”对话框时说明求解完成，单击Close 按钮完成求解运算。

4.8 结果后处理
4.8.1 变形
图4-4 Y方向的变形图图4-5 总的变形由图4-4可以看出，Y方向上的节点位移最大值为0.00357；节点变形结果中最小的解为-0.003568，发生在活塞的最顶部；节点变形结果中最大的解为0.0000495，发生发生在两圆孔处。

由图4-5可以看出，总的节点位移最大值为0.00357；节点变形结果中最大的解为0.00357，发生在活塞的最顶部。

4.8.2 应力
图4-6 Y方向的应力图图4-7 Y方向的应力图由图4-6和图4-7可以看出，Y方向上的节点位移最大值为0.00357；节点应力结果中最小的解为-22.61，发生在内孔与顶部的交界处；节点应力结果中最大的解为5.131，发生在两圆孔表面处。

图4-8 总的应力图图4-9 总的应力图
由图4-8和图4-9可以看出，总的节点位移为0.00357；节点等效应力结果中最大的解为20.725，发生发生在两圆孔表面处；节点等效应力结果中最小的解为0.044103，发生在活塞的最底部。

第5章加载、求解、结果后处理（模态）5.1 单元类型设置
菜单路径Main Menu→Preprocessor→Element type→Add/Edit/Delete命令，弹出Element Type对话框。

单击Add..按钮，弹出Library of Element Type对话框。

分别选择”Structural Solid”和”Tet 10node 92”选项，单击OK按钮，单击Close按钮，完成单元类型选择。

5.2 设置单元尺寸
菜单路径Main Menu→Preprocessor→Meshingr→Size Cntrl→Manualsize→Globa →size
在弹出的Global Element sizes的对话框中得SIZE Elemen edge length的选项中输入3，并点击OK。

5.3 材料属性
通过分析，本次设计活塞材料为铝合金，其材料属性为：弹性模量71GMP，泊松比为0.28，密度为3
KG
2.7E mm
/
6-
菜单路径Main Menu→Preprocessor→Meterial Props→Material Models→Structure →Linear→Elastic→Isotropic EX=7.1E4
PRXY=0.28
菜单路径Main Menu→Preprocessor→
Meterial Props→Material Models→Density
DENS=2.7E-6
5.4 划分网格
菜单路径Main Menu→Preprocessor→
Meshing→Meshtool,弹出一个拾取框，勾选Smart Size，图5-1
设定为4，点击“Mesh”，采用自由网格划分方式，单击Pick All 按钮，生成有限元
分析模型如图5-1。

划分精度为4，此模型划分为19153个单元，，共30074个节点。

5.5 选择分析类型
菜单路径Main Menu→Solution→Analysis Type弹出“New Analysis”，设定分析类型为“Modal”
5.6 设定拓展模态结束
菜单路径Main Menu→Solution→Analysis Type→Analysis Options，在弹出“Modal Analysis”对话框中设定“No.of modes to extract=10，NMODE=10”，单击“OK”按钮确定并打开“Block Lanczos Method”对话框，单击“OK”按钮。

5.7 施加载荷
本设计求解自由模态，不需要施加任何载荷。

5.8 求解
菜单路径Main Menu→Solution→Solve→Current LS，弹出一个提示框。

游览后执行File>Close命令，单击OK按钮开始求解运算。

在出现一个“Solution is done”对话框时说明求解完成，单击Close 按钮完成求解运算。

5.9 结果后处理
5.9.1 查看结果摘要。

菜单路径Main Menu→General
Postproc→Results Summary。

由图5-2所示结果可以看出，前三阶为
0，这是因为自由模态分析的前三阶为刚体
模态。

后面只观察后七阶的结果图5-2
5.9.2 查看各阶振型
（1）读取子载荷步。

菜单路径Main Menu→General Postproc→Read Results→By Pick，在弹出“Result File”对话框中选择血药子载荷步，单击“Read”按钮，读取该阶的结果。

(2)查看振型图。

菜单路径Main Menu→General Postproc→Plot Reasults→Contour P;ot→Nodal Solu，弹出“Contour Nodal Solution Data”对话框。

选择Displacement vector sum，即可得到读取载荷步的第4~10阶振型图5-3~图5-9所示
图5-3 第4阶振型图5-4 第5阶振型由图5-3可以看出，总的节点位移最大值为0.635E-5；节点变形结果中最小的解为0.451E-6；节点变形结果中最大的解为0.635E-5。

由图5-4可以看出，总的节点位移最大值为0.6E-5；节点变形结果中最小的解为0.122E-6；节点变形结果中最大的解为0.6E-5。

图5-5 第6阶振型图5-6 第7阶振型由图5-5可以看出，总的节点位移最大值为0.718E-5；节点变形结果中最小的解
为0.199E-6；节点变形结果中最大的解为0.718E-5。

由图5-6可以看出，总的节点位移最大值为0.107E-4；节点变形结果中最小的解为0.976E-9；节点变形结果中最大的解为0.107E-4。

图5-7 第8阶振型图5-8 第9阶振型由图5-7可以看出，总的节点位移最大值为0.118E-4；节点变形结果中最小的解为0.255E-6；节点变形结果中最大的解为0.118E-4。

由图5-8可以看出，总的节点位移最大值为0.775E-5；节点变形结果中最小的解为0.110E-6；节点变形结果中最大的解为0.775E-5。

由图5-9可以看出，总的节点位移最
大值为0.139E-4；节点变形结果中最小的
解为0.228E-7；节点变形结果中最大的解
为0.139E-4。

图5-9 第10阶振型
设计小结
两周的课程设计结束了，通过这次课程设计，我对ANSYS软件有了更加深刻的认识。

以前只是学习相关理论方面的知识，在学习的过程中，认识到ANSYS建模有点不熟练，而且这个软件全英文界面，也给我们增加了学习难度。

还好有老师的细心指导,我们的学习效率提高了很多。

在做课程设计的过程中,大家都有很高的积极性,同学分工协作和同学们相互探讨，相互学习，共同摸索。

学会了合作，学会了宽容，学会了理解，也懂得了什么是团队精神。

本次实习我更熟练地掌握了ANSYS软件，对于设计过程中的预处理，建模，网格划分，加载，计算等步骤有了深层次的了解。

在本次实践过程中，我不仅更加了解了软件的使用，对零件设计的知识有了更深的理解而且还培养了自己的动手能力、对事物的观察能力以及细心程度。

实习，不仅仅是为了完成教学计划，更重要的是，它给我们踏入社会奠定了基础，让我们对以后的工作有一定的了解，使我们在未来能走的更高更远。

这次实习很感谢老师对我们认真仔细的讲解，对我们很多不懂的地方讲解的很透彻，使我们能更好的掌握这些基本的知识。

我们了解了有限元分析的基本原理和方法；熟悉了ANSYS软件的图形用户界面和菜单；能熟练创建二维和三维有限元分析模型；会使用指定的单元对有限元分析模型进行网格划分，也能对一些简单的有限元分析模型选择合适的单元进行网格划分；能使用工程力学的知识来确定模型的约束条件和受力的类型；学会了使用有限元分析软件对有限元分析模型进行计算；初步掌握有限元分析后处理过程，并对计算结果作出正确的评价；初步学会并掌握使用有限元分析方法对机械构件进行优化设计的过程。

通过实践和书本上的知识联系起来，为我们下一步的学习打下了坚实的基础。

我想这对我以后的学习和工作都将会有很大的帮助尽管实习很短暂，但是我们都有所收获，再次感谢周老师细心的指导，为了明天我会更加努力的奋斗！
参考资料
【1】仵亚红纤维增强陶瓷基复合材料的强化、韧化机制北京石油化工学院学报2004年3月
【2】孙康宁尹衍升李爱民金属间化合物-陶瓷基复合材料[M] 北京：机械工业出版社2012年5月
【3】张志忠、张丽芳、翁国华等工程力学课程设计讲义上海理工大学力学教研室2004年7月
【4】邓凡平主编ANSYS10.0有限元分析自学手册人民邮电出版社2007年1月
【5】龙驭球，有限元法概论人民教育出版社，1997年7月
【6】宋天霞, 有限元法理论及应用基础教程，2003年7月
【7】张志忠、张丽芳、翁国华等编写工程力学课程设计讲义上海理工大学力学教研室2004年7月
【8】杜平安于亚婷有限元法原理建模及应用国防工业出版社2011年8月【9】商跃进，王红有限元原理与ANSYS实践清华大学出版社2012年7月【10】谢龙汉有限元法概论人民教育出版社1997年7月。