现代设计方法1Word格式.docx

1、1Main Menu：PreprocessorModelingCreateNodeIn Active CS。2在创建节点窗口内，在NODE后的编辑框内输入节点号1，并在X，Y，Z后的编辑框内输入0，0，0作为节点1的坐标值。3 按下该窗口内的Apply按钮。4 输入节点号21，并在X，Y，Z后的编辑框内输入8，0，0作为节点21的坐标值。5 按下OK按钮。6 Main Menu：Preprocessor-Modeling-CreateNodeFill between Nds。7 在图形窗口内，用鼠标选择节点1和21。8 按下Fill between Nds窗口内的Apply按钮。9 按下OK按

2、钮，完成在节点1到节点21之间节点的填充。1.2 显示各个节点1 Utility Menu：PlotctrlsNumberings2 将Node numbers项设置为On。3 Utility Menu：PlotNodes4 Utility Menu：ListNodes5 对出现的窗口不做任何操作，按下OK按钮。6 浏览节点信息后，关闭该信息窗口。 LIST ALL SELECTED NODES. DSYS= 0 SORT TABLE ON NODE NODE NODE NODE X Y Z THXY THYZ THZX 1 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.0

3、0 2 0.40000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 3 0.80000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 4 1.2000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 5 1.6000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 6 2.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 7 2.4000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 8 2.8000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 9 3.2000 0.0000 0.0000 0.00 0.

4、00 0.00 10 3.6000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 11 4.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 12 4.4000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 13 4.8000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 14 5.2000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 15 5.6000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 16 6.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 17 6.4000 0.0000 0.

5、0000 0.00 0.00 0.00 18 6.8000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 19 7.2000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 20 7.6000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 21 8.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.002定义单元类型和材料特性2.1 定义单元类型1 Main Menu：PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete2 按下Element Type窗口内的Add按钮。3 在单元类型库中，选择左侧列表中的BEAM单元家族

6、，及右侧列表中2D elastic 3类型。4 按下OK按钮完成选择。5 elastic 3类型。6 按下OK按钮完成选择。7 按下Close按钮关闭Element Type窗口。2.2 定义材料特性PreprocessorMaterial PropsMaterial Models。2 在材料定义窗口内选择：StructuralLinearElasticIsotropic。3 在EX后的文本框内输入数值207e5作为弹性模量。4 按下OK按钮完成定义。2.3 定义几何参数PreprocessorReal ConstantsAdd/Edit/Delete。2 按下Real Constants窗口

7、内的Add按钮。3 按下Real Constants for Element Type窗口内的OK按钮。4 依次输入1，1，0.02088，0.5。5 按下OK按钮完成定义。6 按下Real Constants窗口内的Close按钮。3创建单元3.1 创建单元PreprocessorCreateElementsAuto-NumberedThru Nodes。2 在图形窗口内，用鼠标点选节点1和2。3 按下按下OK按钮完成单元1的定义。4 Main Menu：PreprocessorModelCopyElementsAuto-Numbered。用光标选择单元1，然后点Apply。5 在ITIME

8、后的编辑框内输入20（包括被复制的单元1）作为要复制的单元总数。6 按下按下OK按钮完成单元2到单元20的定义。3.2 显示单元资料1Utility Menu：PlotCtrlsNumberings2在第一个下拉列表中，选择Elements numbers选项。3Utility Menu：PlotElements4Utility Menu：ListElementsNodes+Attributes5浏览单元信息后，关闭该窗口。 LIST ALL SELECTED ELEMENTS. （LIST NODES） ELEM MAT TYP REL ESY SEC NODES 1 1 1 1 0 1 1

9、 2 2 1 1 1 0 1 2 3 3 1 1 1 0 1 3 4 4 1 1 1 0 1 4 5 5 1 1 1 0 1 5 6 6 1 1 1 0 1 6 7 7 1 1 1 0 1 7 8 8 1 1 1 0 1 8 9 9 1 1 1 0 1 9 10 10 1 1 1 0 1 10 11 11 1 1 1 0 1 11 12 12 1 1 1 0 1 12 13 13 1 1 1 0 1 13 14 14 1 1 1 0 1 14 15 15 1 1 1 0 1 15 16 16 1 1 1 0 1 16 17 17 1 1 1 0 1 17 18 18 1 1 1 0 1 18

10、19 19 1 1 1 0 1 19 20 20 1 1 1 0 1 20 214施加约束和载荷4.1 节点自由度约束SolutionDefine Loads ApplyStructural Displacement On nodes。2 用鼠标在图形窗口内选择节点1。3 按下选择窗口内的Apply按钮。4 选择自由度UX和UY，并在VALUE后为其输入数值0。5 按下Apply按钮。6 用鼠标在图形窗口内选择节点16。7 按下选择窗口内的Apply按钮。8 选择自由度UY，并在VALUE后为其输入数值0。9 按下OK按钮。4.2 施加载荷4.2.1施加节点21处的集中载荷F。Solution

11、Define Loads ApplyStructuralForce/Moment On nodes。2 用鼠标在图形窗口内选择节点21。4 在第一个下拉列表中选择FY，并在下面的文本框内输入其值-2（向上为Y轴正方向）。4.2.2施加节点11处的弯矩m。2 用鼠标在图形窗口内选择节点11。4 在第一个下拉列表中选择MZ，并在下面的文本框内输入其值-10（逆时针为正方向）（对照上面第4步）。4.2.3施加单元1到单元10上的的分布载荷q。SolutionDefine LoadsApplyStructural Pressure On Beams。2 用鼠标在图形窗口内选择单元1到单元10。4 在L

12、KEY后的文本框内输入数值1。5 在VALI和VALJ后的编辑框内分别输入2，6 按下OK按钮。如图15求解5.1 定义分析类型Solution Anslysis Type New Analysis。2 选中Static选项。3 按下OK按钮。5.2 求解Solution SolveCurrent Ls。2 按下OK按钮关闭Solve Current Load Step窗口。3 按下Close按钮关闭求解结束后出现的Information窗口。4 浏览/STATUS Command窗口内的信息后，将其关闭。 L O A D S T E P O P T I O N S LOAD STEP NUM

13、BER. . . . . . . . . . . . . . . . 2 TIME AT END OF THE LOAD STEP. . . . . . . . . . 2.0000 NUMBER OF SUBSTEPS. . . . . . . . . . . . . . . 1 STEP CHANGE BOUNDARY CONDITIONS . . . . . . . . NO PRINT OUTPUT CONTROLS . . . . . . . . . . . . .NO PRINTOUT DATABASE OUTPUT CONTROLS. . . . . . . . . . . .A

14、LL DATA WRITTEN FOR THE LAST SUBSTEP6后处理6.1 显示梁变形结果General PostprocPlot ResultsContour Plot Nodal Solu. 选择DOF Solution下的Displacement vector sum2 不改变对话框内的任何项，按下OK按钮。如图26.2 建立单元结果表6.2.1创建单元表，计算节点弯矩。General PostprocElement TableDefine Table。2 按下Element Table Data窗口内的Add按钮。3 在Lab后的文本框内输入IMOMENT。4 在左侧列表中

15、选择By sequence num项。5 右侧列表中选择SMICS，项。6 在右侧列表下的文本框内输入SMICS，6。7 按下Apply按钮。8 在Lab后的文本框内输入JMOMENT。9 重复上面的步骤4和5。10右侧列表下的文本框内输入SMICS，12。11按下OK按钮。6.2.2创建单元表，计算节点剪力。3 在Lab后的文本框内输入ISHEAR。6 右侧列表下的文本框内输入SMICS，2。8 在Lab后的文本框内输入JSHEAR。10右侧列表下的文本框内输入SMICS，8。6.3 列出所有表格资料6.3.1列出资料General PostprocList ResultsElement T

16、able Data。2 在List Element Table Data窗口内选择IMOMENT，JMOMENT，ISHEAR和JSHEAR。3 按下OK按钮并在浏览资料窗口内的信息后，将其关闭。 PRINT ELEMENT TABLE ITEMS PER ELEMENT * POST1 ELEMENT TABLE LISTING * STAT CURRENT CURRENT CURRENT CURRENT ELEM IMOMENT JMOMENT ISHEAR JSHEAR 1 -0.64913E-14 1.0400 -3.0000 -2.2000 2 1.0400 1.7600 -2.20

17、00 -1.4000 3 1.7600 2.1600 -1.4000 -0.60000 4 2.1600 2.2400 -0.60000 0.20000 5 2.2400 2.0000 0.20000 1.0000 6 2.0000 1.4400 1.0000 1.8000 7 1.4400 0.56000 1.8000 2.6000 8 0.56000 -0.64000 2.6000 3.4000 9 -0.64000 -2.1600 3.4000 4.2000 10 -2.1600 -4.0000 4.2000 5.0000 11 6.0000 4.0000 5.0000 5.0000 1

18、2 4.0000 2.0000 5.0000 5.0000 13 2.0000 -0.26965E-11 5.0000 5.0000 14 -0.26930E-11 -2.0000 5.0000 5.0000 15 -2.0000 -4.0000 5.0000 5.0000 16 -4.0000 -3.2000 -2.0000 -2.0000 17 -3.2000 -2.4000 -2.0000 -2.0000 18 -2.4000 -1.6000 -2.0000 -2.0000 19 -1.6000 -0.80000 -2.0000 -2.0000 20 -0.80000 -0.10658E

19、-13 -2.0000 -2.0000 MINIMUM VALUES ELEM 16 15 1 1 VALUE -4.0000 -4.0000 -3.0000 -2.2000 MAXIMUM VALUES ELEM 11 11 13 13 VALUE 6.0000 4.0000 5.0000 5.0000 6.3.2画剪力图General PostprocPlot ResultsLine Elem Res2 在第一个下拉列表中选择ISHEAR，在第二个下拉列表中选择JSHEAR。如图36.3.3画弯矩图2 在第一个下拉列表中选择IMOMENT，在第二个下拉列表中选择JMOMENT。弯矩图及其相

20、应数据如下（图形已经过反色处理）：如图47退出程序1 Toolbar：Quit。2 选择Quit-No Save！8结果分析： 用材料力学方法得剪力：Fmax=3kN Fmin =-5kN 弯矩： Mmax=6kNm Mmin=-4kN 用有限元方法得剪力：单元与节点进行有限元的分析，能得到与实际相符的结果，所以在工程实际中将实际问题转化为物理模型，再转化成数学模型，用有限元求解，是一种既科学有可行的办法，能得到精确解。三机械优化设计说明：1黄金分割法简介：把一条线段分割为两部分，使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。其比值是一个无理数，取其前三位数字的近似值是0.618。由于按此比

21、例设计的造型十分美丽，因此称为黄金分割，也称为中外比。这是一个十分有趣的数字，我们以0.618来近似，通过简单的计算就可以发现： 1/0.618=1.618 （1-0.618）/0.618=0.618 这个数值的作用不仅仅体现在诸如绘画、雕塑、音乐、建筑等艺术领域，而且在管理、工程设计等方面也有着不可忽视的作用。2黄金分割法计算框图3问题阐述：利用黄金分割法求佛f（x）= x2-6x+9的最优解。设初始点x0=0,初始步长为1.02129，去迭代精度=0.4初步计算得近似最优解为 x*=2.91811 f（x*）=0.0067黄金分割法C语言程序#includeconio.hmath.h#de

22、fine e 0.4#define tt 1.02129float function（float x ）float y= pow（x,2）-6 * x+9;return（y）;void finding（float a3,float f3）float t=tt,a1,f1,ia;a0=0;f0=function（a0）;for（int i=0; ;i+）a1=a0+t; f1=function（a1）;if（f1=e）t=-t;a0=a1;f0=f1;elseif（ia=1） return;t=t/2;ia=1;for（i=0;a2=a1+t;f2=function （a2）;if（f2f1） break;t=2*t;a1=a2;f1=f2;if（a0a2）a1=a0;f1=f0;a0=a2;f0=f2;a2=a1;f2=f1;return;float gold（float * ff）float a13,f13,a4,f4;float aa;finding（a1,f1）;a0=a10;f0=f10;a3=a12;f3=f12;a1=a0+0.382*（a3-a0）;a2=a0+0.618*（a3-a0）;f1=function（a1）;f2=function（a2）;if（f1=f2）a0=a1;f2=function（a2