现代设计方法1Word格式.docx

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1．MainMenu：

Preprocessor→Modeling→Create→Node→InActiveCS。

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．MainMenu：

Preprocessor→-Modeling-Create→Node→FillbetweenNds。

7．在图形窗口内，用鼠标选择节点1和21。

8．按下FillbetweenNds窗口内的Apply按钮。

9．按下OK按钮，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．UtilityMenu：

Plotctrls→Numberings

2．将Nodenumbers项设置为On。

3．UtilityMenu：

Plot→Nodes

4．UtilityMenu：

List→Nodes

5．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。

LISTALLSELECTEDNODES.DSYS=0

SORTTABLEONNODENODENODE

NODEXYZTHXYTHYZTHZX

10.00000.00000.00000.000.000.00

20.400000.00000.00000.000.000.00

30.800000.00000.00000.000.000.00

41.20000.00000.00000.000.000.00

51.60000.00000.00000.000.000.00

62.00000.00000.00000.000.000.00

72.40000.00000.00000.000.000.00

82.80000.00000.00000.000.000.00

93.20000.00000.00000.000.000.00

103.60000.00000.00000.000.000.00

114.00000.00000.00000.000.000.00

124.40000.00000.00000.000.000.00

134.80000.00000.00000.000.000.00

145.20000.00000.00000.000.000.00

155.60000.00000.00000.000.000.00

166.00000.00000.00000.000.000.00

176.40000.00000.00000.000.000.00

186.80000.00000.00000.000.000.00

197.20000.00000.00000.000.000.00

207.60000.00000.00000.000.000.00

218.00000.00000.00000.000.000.00

2．定义单元类型和材料特性

2.1定义单元类型

1．MainMenu：

Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete

2．按下ElementType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，及右侧列表中2Delastic3类型。

4．按下OK按钮完成选择。

5．elastic3类型。

6．按下OK按钮完成选择。

7．按下Close按钮关闭ElementType窗口。

2.2定义材料特性

Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels。

2．在材料定义窗口内选择：

Structural→Linear→Elastic→Isotropic。

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

Preprocessor→RealConstants→Add/Edit/Delete。

2．按下RealConstants窗口内的Add按钮。

3．按下RealConstantsforElementType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RealConstants窗口内的Close按钮。

3．创建单元

3.1创建单元

Preprocessor→Create→Elements→Auto-Numbered→ThruNodes。

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．MainMenu：

Preprocessor→Model→Copy→Elements→Auto-Numbered。

用光标选择单元1，然后点Apply。

5．在ITIME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

1．UtilityMenu：

PlotCtrls→Numberings

2．在第一个下拉列表中，选择Elementsnumbers选项。

3．UtilityMenu：

Plot→Elements

4．UtilityMenu：

List→Elements→Nodes+Attributes

5．浏览单元信息后，关闭该窗口。

LISTALLSELECTEDELEMENTS.（LISTNODES）

ELEMMATTYPRELESYSECNODES

11110112

21110123

31110134

41110145

51110156

61110167

71110178

81110189

911101910

10111011011

11111011112

12111011213

13111011314

14111011415

15111011516

16111011617

17111011718

18111011819

19111011920

20111012021

4．施加约束和载荷

4.1节点自由度约束

Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→Onnodes。

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→DefineLoads→Apply→Structural→Force/Moment→Onnodes。

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。

Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Pressure→OnBeams。

2．用鼠标在图形窗口内选择单元1到单元10。

4．在LKEY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1

5．求解

5.1定义分析类型

Solution→AnslysisType→NewAnalysis。

2．选中Static选项。

3．按下OK按钮。

5.2求解

Solution→Solve→CurrentLs。

2．按下OK按钮关闭SolveCurrentLoadStep窗口。

3．按下Close按钮关闭求解结束后出现的Information窗口。

4．浏览/STATUSCommand窗口内的信息后，将其关闭。

LOADSTEPOPTIONS

LOADSTEPNUMBER................2

TIMEATENDOFTHELOADSTEP..........2.0000

NUMBEROFSUBSTEPS...............1

STEPCHANGEBOUNDARYCONDITIONS........NO

PRINTOUTPUTCONTROLS.............NOPRINTOUT

DATABASEOUTPUTCONTROLS............ALLDATAWRITTEN

FORTHELASTSUBSTEP

6．后处理

6.1显示梁变形结果

GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlotNodalSolu...→选择DOFSolution下的Displacementvectorsum

2．不改变对话框内的任何项，按下OK按钮。

如图2

6.2建立单元结果表

6.2.1创建单元表，计算节点弯矩。

GeneralPostproc→ElementTable→DefineTable。

2．按下ElementTableData窗口内的Add按钮。

3．在Lab后的文本框内输入IMOMENT。

4．在左侧列表中选择Bysequencenum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

GeneralPostproc→ListResults→ElementTableData。

2．在ListElementTableData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。

PRINTELEMENTTABLEITEMSPERELEMENT

*****POST1ELEMENTTABLELISTING*****

STATCURRENTCURRENTCURRENTCURRENT

ELEMIMOMENTJMOMENTISHEARJSHEAR

1-0.64913E-141.0400-3.0000-2.2000

21.04001.7600-2.2000-1.4000

31.76002.1600-1.4000-0.60000

42.16002.2400-0.600000.20000

52.24002.00000.200001.0000

62.00001.44001.00001.8000

71.44000.560001.80002.6000

80.56000-0.640002.60003.4000

9-0.64000-2.16003.40004.2000

10-2.1600-4.00004.20005.0000

116.00004.00005.00005.0000

124.00002.00005.00005.0000

132.0000-0.26965E-115.00005.0000

14-0.26930E-11-2.00005.00005.0000

15-2.0000-4.00005.00005.0000

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-13-2.0000-2.0000

MINIMUMVALUES

ELEM161511

VALUE-4.0000-4.0000-3.0000-2.2000

MAXIMUMVALUES

ELEM11111313

VALUE6.00004.00005.00005.0000

6.3.2画剪力图

GeneralPostproc→PlotResults→LineElemRes

2．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3

6.3.3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。

弯矩图及其相应数据如下（图形已经过反色处理）：

如图4

7．退出程序

1．Toolbar：

Quit。

2．选择Quit-NoSave！

8．结果分析：

用材料力学方法得剪力：

Fmax=3kN

Fmin=-5kN

弯矩：

Mmax=6kN·

m

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ε=0.4

初步计算得近似最优解为

x*=2.91811f（x*）=0.0067

黄金分割法C语言程序

#include<

stdio.h>

conio.h>

math.h>

#definee0.4

#definett1.02129

floatfunction（floatx）

{

floaty=pow（x,2）-6*x+9;

return（y）;

}

voidfinding（floata[3],floatf[3]）

{floatt=tt,a1,f1,ia;

a[0]=0;

f[0]=function（a[0]）;

for（inti=0;

;

i++）

{a[1]=a[0]+t;

f[1]=function（a[1]）;

if（f[1]<

f[0]）break;

if（fabs（f[1]-f[0]）>

=e）

{t=-t;

a[0]=a[1];

f[0]=f[1];

else{if（ia==1）return;

t=t/2;

ia=1;

for（i=0;

{a[2]=a[1]+t;

f[2]=function（a[2]）;

if（f[2]>

f[1]）break;

t=2*t;

a[1]=a[2];

f[1]=f[2];

if（a[0]>

a[2]）

{a1=a[0];

f1=f[0];

a[0]=a[2];

f[0]=f[2];

a[2]=a1;

f[2]=f1;

return;

floatgold（float*ff）

floata1[3],f1[3],a[4],f[4];

floataa;

finding（a1,f1）;

a[0]=a1[0];

f[0]=f1[0];

a[3]=a1[2];

f[3]=f1[2];

a[1]=a[0]+0.382*（a[3]-a[0]）;

a[2]=a[0]+0.618*（a[3]-a[0]）;

f[1]=function（a[1]）;

f[2]=function（a[2]）;

{if（f[1]>

=f[2]）

{a[0]=a[1];

f[2]=function（a[2]