结构静力分析边界条件施加方法与技巧—约束条件
在结构的静力分析中载荷与约束的施加方案对计算结果有较大的影响，甚至导致计算结果不可信，笔者在《结构设计CAE主业务流程》的博文中也提到这一点。那么到底如何施加载荷与约束呢？归根到底要遵循一个原则——尽量还原结构在实际中的真实约束和受力情况。本文着重介绍几种约束的施加方法与技巧，并通过具体例子来进一步说明。
1 销轴约束
销轴连接在结构中是很常见的一种形式，其约束根据具体的结构形式有所不同，下面以一个走行装置为例具体介绍一下。
走行装置是连接平动轨道与上部结构的，其约束应是轨道通过车轮对走行装置的约束，但是通常对于车轮只要验证其轮压满足要求即可，因此在模型中往往将车轮简化掉，因此对于走行装置的约束就变为销轴约束。
图1 某走行装置
图1 中1-10是与车轮相连接的轴孔，车轮行驶于轨道上，约束位置在10对轴孔处，如果把整个轴孔都约束则约束刚度太大，结果会导致圆孔周围应力过大，因此应简化为约束轴孔中心点，将中心点与轴孔边缘通过刚性单元连接，简化为点约束。首先y方向（竖直向上）是应该约束的（此处假设车轮及轴为刚体），其次由于轨道与轮缘的相互作用，z方向（侧向）也应该是约束的，然后由于走行装置在向下的压力下会产生沿x方向（运行方向）的位移，因此x方向约束应放开，但是如果10对轴孔中心x方向的约束全放开则会导致约束不全无法计算，因此应在1轴孔或10轴孔中心处施加x方向的约束，这样实现全自由度约束。
2 转动轨道约束
图2是一个翻车机模型，该结构通过电机驱动，托辊支撑，2个端环在轨道上转动来实现翻卸功能。
图2 翻车机
由于翻车机托辊支撑端环，由电机驱动不断地翻转卸车，造成其约束位置方向不断变化，针对一个具体翻转角度，翻车机端环在与托辊接触处（线接触）应约束沿翻车机端环径向，另外，由于翻车机在荷载作用下会产生沿翻车机轴向的位移，所以两端环中要约束一个端环的轴向自由度。
3 对称面约束
图3是某钢水罐模型，该模型关于y-z面对称，下面介绍一下该结构的约束处理。
图3 钢水罐
首先在1处由于受到钢水罐起吊装置的限制，其竖直方向y及水方向z无法变形，应施加z 方向及y方向的约束，而x方向是没有约束的，此时因缺少约束无法计算，应注意到该结构(包
括载荷与约束)关于y-z面对称，因此在y方向自重影响下其变形必关于y-z面对称，即y-z面与结构相交处x方向变形为0，因此可选择该相交处约束x方向（如图3中的2处），这样结构整体6个方向自由度全部约束，可进行计算。
总之，在实际分析中首先要将模型合理地简化，然后根据具体情况施加约束还原实际情况并满足计算条件。
我也谈谈施加边界条件的问题.
在”结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇”一文中,作者提出了结构静力分析中的一个非常重要的问题:”到底如何施加载荷与约束呢？”,而且进一步讲道:” 归根到底要遵循一个原则——尽量还原结构在实际中的真实约束和受力情况”.
首先应该肯定该文的作者讲锝对,没什么可挑剔的地方.但是本人觉得对于这个问题,作者还没有把它讲透彻. 作者说” 尽量还原结构在实际中的真实约束和受力
情况”,那么怎么作才算” 尽量还原结构在实际中的真实约束和受力情况”呢?,没有结论,只是给出了三个例子.
我也是从事结构分析的,而且从事了多年.在这儿,也谈谈我的看法.对这个问题我也已经写到我编著的书中"建筑钢结构工程实例分析",感兴趣的读者,可以去查看. 我认为施加边界条件必须满足两个条件,即必要条件和充分条件.从理论上讲,结构的有限元平衡方程建立以后,不施加边界条件,通常是不能求解的,只有施加了边
界条件,使结构的有限元平衡方程成为正定的(刚度矩阵中主元不为0),才能求解.就是说施加边界条件是必要的.那么如何满足这个必要条件呢?具体而言,就是限
制刚体(整个结构)的移动和转动,对于三维问题就是限制三个方向的移动和三个方向的转动,即满足了必要条件,就可以求解,也就可以得到对应于该边界条件的正确解.
但作为工程分析这是不够的,这个解往往不可用,还必须满足充分条件,即作者所说的”尽量还原结构在实际中的真实约束和受力情况”. 结构在实际中的真实约束
也是比较复杂的,那么具体怎么作才合适呢?因为施加边界条件的地方往往是结构分析的重点部位,因此本人认为在满足作者提出的原则的前提下, 最好施加的边界条件尽量远离(根据圣维南原理)结构分析的重点位置.有时很难做到这一点,例如作者的第1个例题, 结构分析的重点位置就是施加边界条件的地方,分不开.因
此本人说” 尽量”二字,实在躲不开,也只好如此.
但是作为具体结构是否就只能简化成一种计算模型呢?答案:非也. 例如作者的第1个例题,我认为至少可以简化成三种计算模型:第1种把各小轴加上,边界条件放在各小轴两边,小孔和小轴间按接触问题处理;第2钟, 边界条件放在各小轴两边,小孔和小轴间按接触点对径向位移协调处理;第3种,去掉各小轴,并认为各小轴是刚性的,小轴的支反力(包括整个结构的重量和向下的载荷等),作用在小孔边上(按压力处理),而边界条件放在整个结构的顶部.这3种方案,本人认为都比作者的方案得到的结果接近实际.因为作者将小孔作为一个节点处理,这要引起相当大的应力集中,可用的结果偏离实际较远.
至于如何施加载荷,这里就讲一句:载荷的施加应该按静力等效原则施加.如果读者感兴趣,我们以后讨论.
徐鹤山2009 2 18 于北京
Email:XHS606@https://www.sodocs.net/doc/5b5570002.html,
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-02-19 14:56 | 结构设计CAE | 6楼
感谢读者的点评。关于结构约束的施加除了要考虑结构的局部情况以外，还要从设备的工作原理和整体布局出发通盘考虑。对于读者所说的“第1种把各小轴加上,边界条件放在各小轴两边,小孔和小轴间按接触问题处理”，若在小轴两边加约束，即意味着小轴两边的变形一样，则与实际不符。同理对于读者所说的“第2种, 边界条件放在各小轴两边,小孔和小轴间按接触点对径向位移协调处理”，也是存在着同样问题。对于读者所说的“第3种,去掉各小轴,并认为各小轴是刚性的,小轴的支反力(包括整个结构的重量和向下的载荷等),作用在小孔边上(按压力处理),而边界条件放在整个结构的顶部”，思路可取，但实际上操作起来非常麻烦，因为除了1~10个小孔以外，上面还有8个孔，处理不好会导致非平衡情况出现，因此说来，处理约束的最终目的是要模拟车轮与轨道的接触，因为小轴是与
车轮相连的。
还有，若需要详细研究轴与孔之间的接触则可以单独取其中的一对即可，没有必要全部，这对节省解算时间提高效率也是非常重要的
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-02-20 17:12 | fibao68 | 7楼
恩，的确，对于有限元模型来讲，有些约束是根据实际条件来确定的必须施加的，有些则是为了能够求解出收敛结果而施加的。应用的时候，应该针对不同的约束计算结果，进行比较，选取最符合实际受力状态的结果。
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-02-21 10:42 | x hs606 | 8楼
和同行讨论问题很高兴，所以再讲两句。
我觉得上述结构如果小轴两边变形不一样，这个结构工作起来就成问题了，非卡住不可。其设计合理性就值得研究了。当然我还是不了解全部情况，不能断言。总之如作者的作法，将一个轴孔在分析时简化成一个节点，本人不能认同。因为对这个结构进行分析重点不在变形而是应力，而且最大应力肯定在轴孔边缘。如把轴孔简化成一个节点，得到的应力存在很大的应力集中，用如此应力作为设计的评估依据是不合理的。如果作者实在要这样作，还不如在划分网格时，不简化小孔，将边界条件施加在小孔边缘各节点上，这样应力集中会分散些。
再说一次，本人不了解全部情况，发表的意见仅供参考。
徐鹤山2009 2 21
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-02-21 12:09 | 结构设计CAE | 9楼
从模型即可看出，建模时并没有将轴孔简化成一个点，实际轴用刚性单元模拟，考虑转动自由度放松，轴中心为约束点，这样跟实际结构和工作状态想吻合。若如读者所说的“将边界条件施加在小孔边缘各节点上”的话，一是与实际工作状态不符，二是会引起极大的应力集中
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-02-24 19:29 | x hs606 | 10楼
请教楼主：
作者对例题1的边界条件作了进一步的说明，为：“将轴孔简化成一个点，实际轴用刚性单元模拟，考虑转动自由度放松，轴中心为约束点”。如有这样的刚性单元，当然求之不得，问题是有些程序不具备这样的刚性单元。例如：比较有名的ANSYS程序，据本人所知，就没有这样的单元。它也有刚性单元，只是在作接触分析问题中，作为接触对的一方所采用的刚性目标单元（单元号为169、170），而且还有控制（pilot）节点，控制目标面的初始运动（转动和移动）。但如果不采用接触分析功能，就不能使用这样的刚性单元。为此请教作者：你例题1的结构分析采用了什么程序？结构的单元划分（整个结构及其刚性单元）用了哪种单元？能透露给我们吗？还有你计算的等值应力分布云图最好也给显示一下，好吗？我们会很好地向你学习！
XHS606 2009-2-24 19:30
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-02-25 13:14 | 结构设计CAE | 11楼
ans y s中静力分析也是可以用刚性单元的,具体操作如下:
Preprocess or>>Coupling/Ceqn>>Rigid Region
在NX/NASTRAN以及IDEAS中也可用相应的刚性单元来模拟销轴，非常方便
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-02-27 13:38 | x hs606 | 12楼
谢楼主：
不瞒你说，ANSYS软件从6.0到10.0版本的我是相当熟的，我曾经用ANSYS软件写过两本书。自由度耦合我用过多次，但你提到的与刚性单元耦合没用过，我可以去试用，谢谢了！
至于你提到的NASTRAN和IDEAS,当年由于工作的需要，使用这两个程序，我们可能比任何人都早（我是航空发动机606研究所的），不过那是在大的计算
机上用批处理使用。当出现微机版本的时候，我已经退休了。现在再重新启动这两个程序，似乎没有必要了，但还是要谢谢你！
XHS606 2009-2-27
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-02-27 23:06 | 结构设计CAE | 13楼
感谢徐老前辈的问题以及其为我国CAE技术应用推广所做出的贡献，保持联系，有问题还请老前辈多多指导
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-03-04 11:06 | x hs606 | 14楼
再次感谢楼主：
当今是技术发展很快的时代，我们这点局限性的知识可以说早已过时。现在是需要我们向年轻一代学习的时候。如果不是想发挥点余热，早去休息了，我也不会遇到你们这些可畏的后生。用刚性单元来模拟销轴的ANSYS路径"Pr eproc essor>>Coupling/Ceqn>>Rigid Region"我试过了，但程序要求激活“ROTZ”,不知怎么激活。如果方便的话，请再次指导！
XHS606 2009 3 4
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-03-06 09:17 | 结构设计CAE | 15楼
对于“程序要求激活'ROTZ'”的意思不是十分清楚。一般点击“Rigid Region”并选取建立刚性单元的主、从节点后，会自动弹出设置刚性单元自由度的对话框，可根据需要按组合设置要放开的自由度。但需注意一点，刚性区主动节点一般是关键点划分后的质量网格点（质量大小可以为零）。
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-03-09 18:54 | x hs606 | 16楼
对”结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇”一文中的例题一再说两句：
作者提供的用刚性单元模拟小孔与轴连接的方法，我已基本掌握了，并对一个耳环和销子的连接的结构作了试算。从试算结果看，应力分布规律是对的，但小孔边处的应力数值偏低，与我们以前的计算结果比较低了将近10倍。其原因有待分析，初步认为可能是由于刚性区的范围选的不恰当所致。
由于我尝试了作者的这个方法，所以对作者的结论“尽量还原结构在实际中的真实约束和受力情况”再发表点看法，以供参考。我不知作者的身份，是导师，是硕士、博士研究生，还是高级工程师？是搞理论的，还是搞工程的？如果你是前者，你指出了一个相当可贵的原则，已经尽到了你的责任。如果你是后者，而且要将这个原则进一步用于工程，我就接下来在发表点看法。
就例题一而言，如果主体运动速度较快（例如主体为坦克车时），那么轴与孔间肯定使用轴承，或滚珠轴承，或滚棒轴承。这种情况，轴与孔间就属于多点接触。那么怎么实现“尽量还原结构在实际中的真实约束和受力情况”呢？很难！
如果主体运动速度不是很快或静止，如作者所说的是销轴与孔连接。工程中对于孔与轴的连接有三种情况：1. 过盈配合，2. 过渡配合，3. 动配合。由于主体在运动，所以肯定不是前两者，而是第3种：动配合。所谓动配合，即它轴的尺寸肯定小于孔的尺寸，尽管很小，也是如此。设计中用公差配合关系保证。既然是这种情况，那么在向下的力的作用下，两者的接触至多不超过小轴圆周的180°。如作者的作法“因此应简化为约束轴孔中心点，将中心点与轴孔边缘通过刚性单元连接，简化为点约束”，如果是中心点与轴孔边缘所有的点都通过刚性单元连接，就脱离了作者提出的原则。因为实际情况是这样的：如果轴和孔都加工得很好，达到了理论尺寸，对于平面问题，两者的接触就是“一个点”；对于三维实体问题，两者的接触就是“一个条线”。由于当今的加工水平一般都达不到这个水平，实际上两者的接触是一个小区域，最大不超过小轴圆周的180°。对于这种实际情况，刚性区的范围就不能在全部圆周范围设定，应该在比较小的范围内选取，才是合理的选择。那么到底选在什么范围合适？这就需要有工程经验，只有经常从事这方面工作的工程技术人员有发言权。对于上面提到的试算，我采用了60°范围，看来范围选大了，计算的应力没有得到合适的结果，就是咱们还没有这方面的经验。因此，我认为原则没有错，但实际执行原则还需要具体问题具体分析，认真对待。
我与作者讨论的比较多，但还不知作者的大名和单位，能提供点信息吗？我讨论的问题不一定全对，仅供你参考。我的名字和身份都是真名真性，我的邮箱也是公开的。
徐鹤山XHS606@https://www.sodocs.net/doc/5b5570002.html, 2009-3-9 于北京
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-03-10 08:43 | 结构设计CAE | 17楼
关于轴与孔的约束问题，一般情况下不会按照360°全接触进行约束，180°也是很少，这要具体问题具体分析。我们认为徐老前辈已经把此问题描述的比较清楚了。
关于实际结构孔的设计计算，其周边的应力取值是颇为讲究的，正常情况下除了有限元模拟计算以外，还要考虑用相关钢结构设计标准和规范进行检验，以对此进行综合评估。实际上要真正能把CAE技术用好并且指导设计的话，还必须与相关的国内外钢结构设计标准和规范结合起来，这部分内容和实例会在后续的博文中给出。
关于我们的情况请徐老前辈浏览《结构设计CAE》博客下，“大连重工起重CAE简介”一文。我们是来自于CAE第一线的结构工程师，面对着是2000多中应用于各种行业的产品，做CAE工作已经有20几年的经验，包括早期的电测和光测都亲身经历过。
十分钦佩徐老前辈对业务和技术的执着钻研精神和精益求精精神。
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-03-27 10:48 | 真挚| 18楼
本人是做财务的，同样很喜欢看这个博客的文章，博主的所有文章我都看了，很受启发。俺用外行的语言说说结构静力分析中的“约束”与“荷载”，博主别笑噢，请点评一下是不是贴谱：
拿包饺子说事，捏边就是“约束”，放馅就是“荷载”；边捏多宽？用力多大？捏几个褶？如何分布？等等，需要“建立结构的有限元平衡方程并施加边界条件”进行计算，以防止引起极大的“应力集中”，煮的时候开口；馅放多少？如何放匀？这是一个“面荷载”，不是“线荷载”与“点荷载”，“最大应力在中间凸起部分，应该按照静力等效原则分配，防止应力、变形过大，”煮的时候碎了。面粉的粘筋度不同，“承受荷载的大小也不同”，注意选料。总之，不管怎样施加“约束”与“荷载”，水饺都要色香味美让消费者满意，同时还要考虑成本，遵循“尽量还原结构在实际中的真实约束和受力情况”的原则。
在静力分析中“约束”施加不好就容易脱轨、散架；“荷载”施加不好就容易变形、垮塌。
外行参与，重在学习，呵呵呵-------
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-03-27 12:58 | CAE.PDM | 19楼
感谢读者的点评，也感谢读者始终关注我们的博客。正所谓当局者迷，旁观者清，内行看门道，外行看热闹，读者通过“饺子”的“包”和“煮”的过程形象地诠释了有限单元法中的约束和载荷，使得口干舌燥的讨论瞬间变成美味可口的饺子。实际上财务和CAE是不分家的，因为CAE的终极目标是要优化降成本，提高质量和可靠性，这些都是与“钱”分不开的。读者非外行也。
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-03-27 15:36 | 真挚| 20楼
感谢博主的点评。贴谱了？忽然想起一句歌词：“咱老百姓---今儿个真呀么真呀么真高兴---” 呵呵呵---
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-03-28 11:54 | CAE.PDM | 21楼
搞财务管钱的人开始关注CAE，关注PDM，进而关注和应用ERP那是企业的福气呀。
任何企业都是以追求利润最大化为目的的，因此企业所有经营活动的核心就是成本控制。就产品成本而言（这里只谈边际贡献），它包括设计成本，自制件制造成本，配套件采购成本，外协件采购成本等，所有这些成本的数据从哪里来？从ERP系统来！ERP主要数据从哪里来？从PDM/CAPP系统来！PDM/CAPP 数据从哪里来？从技术协议书和设计人员的ideas中来！设计人员用了什么样的工具？他们应该用CAD/C AE/CAT/CAI/PDM/CAPP！
请教读者一个问题：假如您在做成本管理话，实际上能够管到哪一个级别？譬如仅产品级，还是产品级+部件级，还是产品级+部件级+零件级？
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-03-30 16:38 | 真挚| 22楼
成本管理的首要问题是先要设计成本控制框架，区分主次，选择关键控制点，也就是说要解决成本控制的结构问题。不同的企业，不同的管理水平，其成本控制的精细程度与方法也有所不同，一般情况下是由粗到细，前提是数字必须完整。应该说控制的越细，到了产品级+部件级+零件级，漏洞越少，相应的控制成本本身也高，需要把握一个度。控制不是目的，通过控制避免疏漏，调动部门与岗位的工作积极性，形成一种良性循环才是目的。成本控制的最大障碍不是技术，而是人。
受该博文的启发，我最近想写一篇关于工程结构的设计与管理结构的设计具有相似之处的博文，需引用一下该博文及网址，在此征得博主的同意。愿我们共同为管理信息化做出努力！
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-03-31 07:00 | CAE.PDM | 23楼
可以引用该博文，激扬文字，指点江山，期待着您的大作。
方便的话请通过邮件留下您的联系方式，很想知道您的“出身和背景”。
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-04-19 07:49 | 【匿名用户】:E-wor k s鐑 績缃戝弸| 24楼
今天刚看了徐老前辈和博主的讨论，确实深为敬佩老前辈的严谨的态度，自己想想对于CAE的学习确实有点浮躁，一定改进！希望经常看到此类帖子。
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-04-19 20:49 | 【匿名用户】:E-wor k s热心网友| 25楼
该博客所发表的CAE博文是近年来少有的，贴近实际，既有理论意义，又具有可操作性，确实挺有水准的，看来博主是名不虚传啊，值得学习和收藏
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2009-12-16 18:08 | 任卫东| 26楼
今天买了楼主的新书。NX CAE应用实战案例精粹。拜读中，以后有问题还请多指教
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2010-06-16 16:14 | lengdi ao920 | 27楼
作为初学者能看到前辈们如此好的文章和讨论真是万幸，以后一定好好学习，戒骄戒躁!
# re: 结构静力分析边界条件施加方法与技巧——约束实例篇
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2010-09-25 15:36 | 【匿名用户】:E-wor k s热心网友| 28楼
大师你好！我按照您说的“简化为约束轴孔中心点，将中心点与轴孔边缘通过刚性单元连接，简化为点约束”方法做了一次，出现了一类错误，在网上查了半天也查不来什么原因。Constraint equation 6 has unused node 23。壳使用的是SHELL63，中间节点质量元是MASS21，实常数都是0，
node 23 就是壳单元的节点。
静力弹塑性分析方法(Pushover方法)与动力弹塑性分析方法的优缺点
静力弹塑性分析方法（Pushover方法）与动力弹塑性分析方 法的优缺点 Pushover分析法 1、Pushover分析法优点： （1）作为一种简化的非线性分析方法，Pushover方法能够从整体上把握结构的抗侧力性能，可以对结构关键机构及单元进行评估，找到结构的薄弱环节，从而为设计改进提供参考。 （2）非线性静力分析可以获得较为稳定的分析结果，减小分析结果的偶然性，同时花费较少的时间和劳力，较之时程分析方法有较强的实际应用价值。 2、Pushover分析法缺点： （1）它假定所有的多自由度体系均可简化为等效单自由度体系，这一理论假定没有十分严密的理论基础。 （2）对建筑物进行Pushover分析时首先要确定一个合理的目标位移和水平加载方式，其分析结果的精确度很大程度上依赖于这两者的选择。（3）只能从整体上考察结构的性能，得到的结果较为粗糙。且在过程中未考虑结构在反复加载过程中损伤的累积及刚度的变化。不能完全真实反应结构在地震作用下性状。 二、弹塑性时程分析法 1、时程分析法优点： （1）采用地震动加速度时程曲线作为输入，进行结构地震反应分析，从而全面考虑了强震三要素，也自然地考虑了地震动丰富的长周期分量
对高层建筑的不利影响。 （2）采用结构弹塑性全过程恢复力特性曲线来表征结构的力学性质，从而比较确切地、具体地和细致地给出结构的弹塑性地震反应。 （3）能给出结构中各构件和杆件出现塑性铰的时刻和顺序，从而可以判明结构的屈服机制。 （4）对于非等强结构，能找出结构的薄弱环节，并能计算出柔弱楼层的塑性变形集中效应。 2、时程分析法缺点： （1）时程分析的最大缺点在于时程分析的结果与所选取的地震动输入有关，地震动时称所含频频成分对结构的模态n向应有选择放大作用，所以不同时称输入结果差异很大。 （2）时程分析法采用逐步积分的方法对动力方程进行直接积分，从而求得结构在地震过程中每一瞬时的位移、速度和加速度反应。所以此法的计算工作十分繁重，必须借助于计算机才能完成。而且对于大型复杂结构对计算机要求更高，耗时耗力。 （3）对工程技术人员素质要求较高，工程应用要求较高。从结构模型建立，材料本构的选取、地震波选取，到参数控制及庞大计算结果的整理及甄别都要求技术人员具有扎实的专业素质以及丰厚的工程经验。
有关工作分析的方法
关于工作分析的方法 1、工作分析的作用 工作分析是重要的管理基础工作，阐明工作的任务、职责、及任职条件等内容，作为人员聘任、职位评价、绩效评估、职级设计以及薪资结构设计的基础。帮助改进公司的组织结构与工作系统。 其作用体现在四个方面： 1 组织决策过程（包括组织结构、组织计划、组织政策等）； 2 工作与设备 3 设计（包括工作设计、设备 4 设计、工 作方法设计、操作规程、工作安全、规章制度）； 5 人力资源管理（包括人员聘用、选拔、安置、培训、开 发、绩效标6 准、薪资管理）； 7 其它服8 务（包括职业咨询、制度教育）。 2、关于工作分析中需要收集的资料类型
3、工作分析的六个导向 工作分析是一个完成职位描述调查分析的过程，其核心是识别重要的工作行为并将工作分类。 应特别注意区分：员工实际所做的工作与他应负责任之间的区别，以及完成什幺工作与如何完成这项工作之间的区别。 回答工作做什幺，称为任务导向分析； 回答工作要如何做，称为行为导向分析；
回答任职条件是什幺，称为个人导向分析； 回答工作绩效是什幺，称为目标导向分析； 回答工作环境是什幺，称为条件导向分析； 回答工作责任是什幺，称为责任导向分析。 4、工作分析的主要方法概要： ①问卷调查：问卷设计是一项非常专业的工作，必须将需要获得的信息转化为简单明确的问题。 通常问卷可分为两类： 其一，结构性问卷，仅在设计好的问卷中选勾答案。 其二，非结构性问卷，对设计好的问题作主观的陈述性表达。 问卷法的最大优点是比较规范化、数量化，适合于用计算机对结果进行统计分析。但它的设计比较费工，也不像访谈那样可以面对面地交流信息，因此，不容易了解被调查对象的态度和动机等较深层次的信息。 问卷法还有两个缺陷，一是不易唤起被调查对象的兴趣；二是除非问卷很长，否则就不能获得足够详细的信息。 ②观察法：指对工作实况作现场观察并记录有关工作情况。 研究者认为有经验的员工并不总是很了解自己完成工作
Ansys12.0 Mechanical教程-5热分析
Workbench -Mechanical Introduction 第六章 热分析
概念 Training Manual ?本章练习稳态热分析的模拟，包括： A.几何模型 B B.组件-实体接触 C.热载荷 D.求解选项 E E.结果和后处理 F.作业6.1 本节描述的应用般都能在ANSYS DesignSpace Entra或更高版本中使用，除了?本节描述的应用一般都能在ANSYS DesignSpace Entra ANSYS Structural 提示：在S S热分析的培训中包含了包括热瞬态分析的高级分析 ?ANSYS
Training Manual 稳态热传导基础 ?对于一个稳态热分析的模拟，温度矩阵{T}通过下面的矩阵方程解得： ()[]{}(){} T Q T T K =?假设： –在稳态分析中不考虑瞬态影响[K]可以是个常量或是温度的函数–[K] 可以是一个常量或是温度的函数–{Q}可以是一个常量或是温度的函数
稳态热传导基础 Training Manual ?上述方程基于傅里叶定律： ?固体内部的热流（Fourier’s Law）是[K]的基础； ?热通量、热流率、以及对流在{Q}为边界条件； ?对流被处理成边界条件，虽然对流换热系数可能与温度相关 ?在模拟时，记住这些假设对热分析是很重要的。
A. 几何模型 Training Manual ?热分析里所有实体类都被约束： –体、面、线 ?线实体的截面和轴向在DesignModeler中定义 ?热分析里不可以使用点质量（Point Mass）的特性 ?壳体和线体假设： –壳体：没有厚度方向上的温度梯度 –线体：没有厚度变化，假设在截面上是一个常量温度 ?但在线实体的轴向仍有温度变化
ansys中的热分析复习过程
a n s y s中的热分析
【转】热-结构耦合分析 知识掌握篇 2009-05-31 14:09:19 阅读131 评论0 字号：大中小订阅 热-结构耦合问题是结构分析中通常遇到的一类耦合分析问题.由于结构温度场的分 布不均会引起结构的热应力,或者结构部件在高温环境中工作,材料受到温度的影响会发 生性能的改变,这些都是进行结构分析时需要考虑的因素.为此需要先进行相应的热分析, 然后在进行结构分析.热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数,如 热量的获取或损失,热梯度,热流密度(热通量)等.本章主要介绍在ANSYS中进行稳 态,瞬态热分析的基本过程,并讲解如何完整的进行热-结构耦合分析. 21.1 热-结构耦合分析简介 热-结构耦合分析是指求解温度场对结构中应力,应变和位移等物理量影响的 分析类型.对于热-结构耦合分析,在ANSYS中通常采用顺序耦合分析方法,即 先进行热分析求得结构的温度场,然后再进行结构分析.且将前面得到的温度场作为体载荷加到结构中,求解结构的应力分布.为此,首先需要了解热分析的基本知识,然后再学习耦合分析方法. 21.1.1 热分析基本知识
ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程,用有限元法计算各节点的温度,并导出其它热物理参数.ANSYS热分析包括热传导,热对流及热辐射三种热传递方式.此外,还可以分析相变,有内热源,接触热阻等问题. 热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度 而引起的内能的交换.热对流是指固体的表面和与它周围接触的流体之间,由于温差的存 在引起的热量的交换.热辐射指物体发射电磁能,并被其它物体吸收转变为热的热量交换 过程. 如果系统的净热流率为0,即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统 的热量:q流入+q生成-q流出=0,则系统处于热稳态.在稳态热分析中任一节点的温度不随时间变 化. 瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程.在这个过程中系统的温度,热流率, 热边界条件以及系统内能随时间都有明显变化. ANSYS热分析的边界条件或初始条件可分为七种:温度,热流率,热流密度, 对流,辐射,绝热,生热. 热分析涉及到的单元有大约40种,其中纯粹用于热分析的有14种,它们如表21.1所示. 表21.1 热分析单元列表
ANSYS静力分析的简单步骤
第一步，启动工作台软件，然后选择与启动DS模块弹出得界面。 第二步，导入三维模型。根据操作步骤进行。首先，单击“几何体”，选择“文件”，然后选择弹出窗口中的3D模型文件，如果当时catia文件格式不符，可以把三维图先转换为“.stp”的格式，即可导入。 第三步，选择零件材料：文件导入软件后，在这个时候，依次选择“几何”下的“零件”，并且在左下角的“Details of ‘Part’”中以调整零件材料属性，本次钟形壳的材料是刚。 第四步，划分网格：选择“Project”树中的“Mesh”，右键选择“Generate Mesh”即可在这一点上，你可以在左下角的“网格”对话框的细节调整网格的大小（体积元）。 第五步，添加类型分析：第一选择顶部工具栏上的“分析”按钮，添加需要的类型分析，因为我们需要做的是在这种情况下的静态分析。所以选择结构静力。 第六步，添加固定约束：首先选择“Project”树中的“Static Structural”按钮，右键点击支持插入固定树。这时候在左下角的“Details of ‘Fixed Support’”对话框中“Geometry”会被选中，会要求输入固定的支撑面。在这种情况下，固定支架的类型是表面支持，确定六凹面（此时也可点击“Edge”来确定“边”）。然后一直的按住“CTRL”键，连续选择其它几个弧面为支撑面，在点击“Apply”进行确认， 第七步，添加载荷：选择“Project”树中的“结构静力”，右键选择“Insert”中的“Force”，然后在选择载荷的作用面，再次点击“Apply”按钮进行确定。 第八步，添加变形：右键点击选择“Project”树中的“Solution”，随后依次选择插入，变形，Total”，添加变形。 第九步，添加等效应变：右键单击“项目”的树，“>插入应变->解决方案->添加等效，等效应变。 第十步，添加等效应力：首先右键点击“Project”树中的“Solution—>Insert —> Stress—>Equivalent”，添加等效应力。 第十一步，求解：右键点击选择“Project”树中的“Solution”，随后选择“Solve”求解
工作分析的基本方法与工具
第三章工作分析的基本方法与工具p74 第一节观察分析法p74 通用职位信息收集，是国内企业在职位分析过程中常见的收集职位信息的方法，通常具有灵活性强、易操作、适用范围广等显著优势，但也存在结构化程度低、缺乏稳定性等缺点。这类职位分析方法主要有问卷法、访谈法、工作日志法、观察法、文献分析法、SEMs会议法等。 观察法： 一般由有经验者通过直接观察的方法，记录某一时期工作的内容、形式和方法，在此基础上分析有关的工作要素，达到分析目的。 一、观察法及其适用范围 观察法是指分析人员通过感官或利用其他工具对员工正常工作状态进行观察记录，获得有关工作内容、环境及人与工作关系等信息，并通过对信息进行分析、汇总得出工作分析成果的方法。所以观察法主要适用于大量的、周期性、重复性较强的工作。如采用于复杂性较强的工作时，最好与其他的方法结合使用。 二、观察法的优缺点 观察法具有真实性、深入性、灵活性、有效性的特点。 观察法能够提供工作外在特征方面最有深度的信息。 观察法在收集信息目的性方面有较大的灵活性，可以根据工作分析的实际需要有选择地收集各种不同的信息。 通过观察法可以在工作过程中建立与任职者面对面的交流，在任职者对自我工作表述有障碍时，通过形体语言给予正确的解答，从而避免信息二次加工失真现象。 观察法时长、成本高、难度大、任职者反应异常和表面性的不足。 观察法的成本与其耗时比其他传统工作分析方法要高。 由于观察法耗时耗力，在实操中，使用频率相对较低，因此其可以参照的案例、程序、经验相对较少，给观察法的操作带来极大的不便。 在任职者和组织其他成员看来，观察法必然带有分析人员主观评价成分，因此在受到观察的压力下，他们往往会表现出超常的工作绩效，甚至从事工作职责外的工作，“展示”出错误信息，由此造成工作分析的失真。（如霍桑实验的光照实验） 三、观察法的类型 （一）自然观察法和实验观察法 （二）直接观察法和间接观察法 （三）参与观察和非参与观察 （四）有结构观察和无结构观察 （五）叙述观察，取样观察和评价观察 四、观察法的设计与实施 （一）观察法的设计 1.明确观察的目的。 2.确定观察内容。 3.选择观察策略. 4.制定观察记录表. 5.训练观察人员。 （二）观察法的实施 观察法的实施分为获取观察资料、呈现观察结果两个过程。 为保证观察实施的质量，观察者在具体的观察实施中应注意多个问题。其中观察者的客观、中立态度十分重要。 五、主要观察策略 主要有参与观察、时间取样观察、事件取样观察、行为核查表等四种。 六、观察代码系统 （一）观察代码系统的含义与功能 观察代码系统是将行为或事件分为有意义的、可以观察和处理的类别，将大的行为单位分
结构静力分析
第一章结构静力分析 1．1 结构分析概述 结构分析的定义：结构分析是有限元分析方法最常用的一个应用领域。结构这个术语是一个广义的概念，它包括土木工程结构，如桥梁和建筑物；汽车结构，如车身骨架；海洋结构，如船舶结构；航空结构，如飞机机身等；同时还包括机械零部件，如活塞，传动轴等等。 在ANSYS产品家族中有七种结构分析的类型。结构分析中计算得出的基本未知量（节点自由度）是位移，其他的一些未知量，如应变，应力，和反力可通过节点位移导出。 静力分析---用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。静力分析包括线性和非线性分析。而非线性分析涉及塑性，应力刚化，大变形，大应变，超弹性，接触面和蠕变。 模态分析---用于计算结构的固有频率和模态。 谐波分析---用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应。 瞬态动力分析---用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应，并且可计及上述提到的静力分析中所有的非线性性质。 谱分析---是模态分析的应用拓广，用于计算由于响应谱或PSD输入（随机振动）引起的应力和应变。 曲屈分析---用于计算曲屈载荷和确定曲屈模态。ANSYS可进行线性（特征值）和非线性曲屈分析。 显式动力分析---ANSYS/LS-DYNA可用于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题。 此外，前面提到的七种分析类型还有如下特殊的分析应用： ●断裂力学 ●复合材料 ●疲劳分析 ●p-Method 结构分析所用的单元：绝大多数的ANSYS单元类型可用于结构分析，单元型 从简单的杆单元和梁单元一直到较为复杂的层合壳单元和大应变实体单元。 1．2 结构线性静力分析 静力分析的定义 静力分析计算在固定不变的载荷作用下结构的效应，它不考虑惯性和阻尼的影响，如结构受随时间变化载荷的情况。可是，静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的影响（如重力和离心力），以及那些可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷（如通常在许多建筑规范中所定义的等价静力风载和地震载荷）。 静力分析中的载荷 静力分析用于计算由那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移，应力，应变和力。固定不变的载荷和响应是一种假定；即假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢。静力分析所施加的载荷包括： ●外部施加的作用力和压力 ●稳态的惯性力（如中力和离心力） ●位移载荷 ●温度载荷 线性静力分析和非线性静力分析 静力分析既可以是线性的也可以是非线性的。非线性静力分析包括所有的非线性类型：大变形，塑性，蠕变，应力刚化，接触（间隙）单元，超弹性单元等。本节主要讨论线性静力分析，非线性静力分析在下一节中介绍。
热分析边界条件的施加
热分析边界条件的施加 稳态热分析可以直接在实体模型或单元模型上施加5种载荷（边界条件）。 1)恒定温度（TEMP） 恒定温度作为自由度约束施加在温度已知的边界上。 命令：D。 GUI路径：Main menu→Solution→Define Loads→Apply→Thermal→Temperature。 2)热流率（HEAT） 热流率作为节点集中载荷，主要用于线单元模型中，（通常，在线单元模型上不能施加对流或热流密度载荷）；如果输入的值为正，代表热流流入节点，即单元获取热量。如果温度与热流率同时施加在一节点上则ANSYS将仅考虑温度。 命令：F。 GUI路径：Main menu→Solution→Define Loads→Apply→Thermal→Heat Flow。 3)对流（CONV） 对流边界条件作为面载荷施加于实体的外表面，它仅可施加于实体单元和壳单元模型上，对于线模型，可以通过对流线单元LINK34施加对流载荷。 命令：SF。 GUI路径：Main menu→Solution→Define Loads→Apply→Thermal→Convection。 4)热流密度（HFLUX） 热流密度也是一种面载荷。如果通过单位面积的热流率已知，或能通过计算得到时，可以在模型相应的外表面施加热流密度载荷。输入的值为正时，代表热流流入单元。热流密度也仅适用于实体单元和壳单元。热流密度与对流可以施加在同一外表面，但ANSYS仅读取最后施加的面载荷进行计算。 命令：SF。 GUI路径：Main menu→Solution→Define Loads→Apply→Thermal→Heat Flux。
航空发动机主轴承热分析边界条件处理方法
航空发动机主轴承热分析边界条件处理方法 苏 壮，李国权 （中航工业沈阳发动机设计研究所航空发动机动力传输航空科技重点实验室，沈阳110015） 航空发动机 Aeroengine 摘要：为了提高航空发动机主推力球轴承热分析的计算精度，对轴承的摩擦发热和对流换热边界条件进行了分类及研究。应用ANSYS 有限元分析软件，采用将摩擦热按体积生热率处理和将摩擦热按热流密度处理的2种不同方式，对边界条件进行了加载，分别对试验器状态的发动机主轴承进行了热分析计算，并与试验测量结果进行了对比。计算结果表明：采用表面效应单元加载热流密度的方式得到的轴承温度分布更理想，内部热点温度更集中，热点温度比按体积生热率加载的高。2种边界条件处理方法均已应用到航空发动机润滑系统热分析中，提高了航空发动机润滑系统热分析的准确性。 关键词：主轴承；热分析；边界条件；摩擦发热；对流换热；航空发动机中图分类号：V233.4 文献标识码：A doi ：10.13477/https://www.sodocs.net/doc/5b5570002.html,ki.aeroengine.2015.03.014 Boundary Condition Processing Method of Aeroengine Main Bearing Thermoanalysis SU Zhuang ,LI Guo-quan (Key Laboratory of Power Transmission Technology for Aeroengine ,AVIC Shenyang Engine Design and Research Institute ,Shenyang 110015,China ) Abstract:In order to improve the thermoanalysis calculation accuracy of the aeroengine main thrust ball bearing,the friction heat and convection heat transfer boundary condition of the aeroengine main bearing were classified and researched.By using ANSYS,two different methods were applied in managing the frictional heat with volumetric heat generation rate and with the heat flux ,those two boundary conditions were loaded onto the main bearing.The results of calculation indicate that the bearing tem-perature distribution which obtained by loading heat flux on the surface effect element is better,the internal hot spots of temperature is more concentrate,and the temperature of internal hot spots is higher than that with loading heat generation on volume.Two methods were applied in the thermoanalysis of the aeroengine lubrication system,and the thermoanalysis accuracy of the aeroengine lubrication system was increased. Key words:main bearing ;thermoanalysis ;boundary condition ;frictional heat ;convection heat transfer ;aeroengine 收稿日期：2014-04-06基金项目：航空动力基础研究项目资助 作者简介：苏壮（1975），男，高级工程师，主要从事航空发动机润滑系统设计工作；E-mail ：happysm427@https://www.sodocs.net/doc/5b5570002.html, 。引用格式： 第41卷第3期Vol.41No.3Jun.2015 0引言 滑油系统是航空发动机的重要组成部分[1]，而热分析是航空发动机滑油系统设计的基础[2]。通过滑油系统热分析计算，可以初步确定发动机滑油系统在整个飞行包线内滑油的温度水平、主轴承的工作温度及轴承腔温度场，并最终确定系统循环量、系统冷却方案及轴承腔的冷却隔热措施[3]。 对航空发动机主轴承的热分析是滑油系统热分析中的重要环节，轴承腔内由轴承旋转产生的摩擦热以及密封装置的摩擦热是主要的生热热源[4]， 航空发动机主轴承是滑油系统进行冷却和润滑的关键部件，由于主轴承自身的发热量较高，其 换热边界条件的准确确定和加载决定了主轴承热分析的精度。准确计算主轴承的工作温度对提高滑油系统热分析精度具有重要的理论意义和工程价值。 本文对航空发动机主轴承的边界条件进行了分类及研究。 1航空发动机主轴承热分析概述 航空发动机主轴承热分析主要包括以下几个方面： （1）轴承内部生热的计算。轴承内部的生热主要由摩擦热引起，需要计算由摩擦力矩引起的摩擦热的大小。
(岗位分析)常用岗位分析方法分析
（岗位分析）常用岗位分析 方法分析
常用岗位分析方法分析 当目标计划等等规划方面的东西确定下来以后，实施就成为重中之重，而实施过程中采用的方法又是实施成败的关键。同样的于岗位分析过程中，根据目标、岗位特点、实际条件等选择采取合适的分析方法也就成为了关键。 目前岗位分析的方法有很多种，这里只讨论几种比较常用的方法。 1、访谈法 访谈是访谈人员就某壹岗位和访谈对象，按事先拟订好的访谈提纲进行交流和讨论。访谈对象包括：该职位的任职者；对工作较为熟悉的直接主管人员；和该职位工作联系比较密切的工作人员；任职者的下属。为了保证访谈效果，壹般要事先设计访谈提纲，事先交给访谈者准备。访谈法分为个体访谈：结构化、半结构化、无结构；壹般访谈、深度访谈；群体访谈：壹般座谈、团体焦点访谈。 进行访谈时要坚持的原则有： 1）明确面谈的意义 2）建立融洽的气氛 3）准备完整的问题表格 4）要求按工作重要性程度排列 5）面谈结果让任职者及其上司审阅修订。 麦考米克于1979年提出了面谈法的壹些标准，它们是： 1）所提问题要和职位分析的目的有关； 2）职位分析人员语言表达要清楚、含义准确； 3）所提问题必须清晰、明确，不能太含蓄； 4）所提问题和谈话内容不能超出被谈话人的知识和信息范围； 5）所提问题和谈话内容不能引起被谈话人的不满，或涉及被谈话人的隐私。
其优点是能够得到标准和非标准的、体力、脑力工作以及其他不易观察到的多方面信息。其不足之处是被访谈者对访谈的动机往往持怀疑态度，回答问题时有所保留，且面谈者易从自身利益考虑而导致信息失真。因此，访谈法壹般不能单独使用，最好和其他方法配合使用。此外，分析者的观点影响工作信息正确的判断；职务分析者问些含糊不清的问题，影响信息收集。 该方法适合于不可能实际去做某项工作，或不可能去现场观察以及难以观察到某种工作时。及适用于短时间的生理特征的分析，也适用于长时间的心理特征的分析。适用于对文字理解有困难的人。访谈法也适合于脑力职位者，如开发人员、设计人员、高层管理人员等。2、问卷调查法 问卷调查法就是根据岗位分析的目的、内容等，事先设计壹套岗位问卷，由被调查者填写，再将问卷加以汇总，从中找出有代表性的回答，形成对岗位分析的描述信息。问卷调查的关键是问卷设计。问卷设计形式分为开放型和封闭型俩种。开放型：由被调查人根据问题自由回答。封闭型：调查人事先设计好答案，由被调查人选择确定。设计问卷时要做到：①提问要准确；②问卷表格要精炼；③语言通俗易懂，问题不可模棱俩可；④问卷表前面要有指导语；⑤引进被调查人兴趣的问题放于前面，问题排列要有逻辑。 问卷调查法的具体实施有，职位分析人员首先要拟订壹套切实可行、内容丰富的问卷，然后由员工进行填写。正式进行工作分析前，考量各部门之工作内容及可行时间，先行拟定了进行时间表，若不可行，则可弹性调整。 (1)问卷发放 进行各部门之工作分析问卷发放时，先集合各部门之各级主管进行半小时之说明，说明内容有工作分析目的、工作分析问卷填答、及问题解答，且清楚告知此次活动之进行不会影响到员工现有权益，确定各主管皆明了如何进行后，由主管辅导下属进行工作分析问卷之填答。
衍架的结构静力分析
实验一 衍架的结构静力分析 结构静力分析是ANSYS 软件中最简单，应用最广泛的一种功能，它主要用于分析结构在 固定载荷（主要包括外部施加的作用力，稳态惯性力如重力和离心力，位移载荷和温度载荷等）作用下所引起的系统或部件的位移，应力，应变和力。一般情况下，结构静力分析适用于不考虑或惯性，阻尼以及动载荷等对结构响应的影响不大的场合，如温度，建筑规范中的等价静力风载和地震载荷等在结构中所引起的响应。 结构静力分析分为线性分析和非线性分析两类，由于非线性分析涉及大变形，塑性，蠕变和应力强化等内容，较为复杂，不适于作为入门教学。因此，本实训中只讨论ANSYS 的线性结构静力分析。 一、问题描述 图1所示为由9个杆件组成的衍架结构，两端分别在1，4点用铰链支承，3点受到一 个方向向下的力F y ,衍架的尺寸已在图中标出，单位： m 。试计算各杆件的受力。 其他已知参数如下: 弹性模量（也称扬式模量） E=206GPa ；泊松比μ=0.3； 作用力F y =-1000N ；杆件的 横截面积A=0.125m 2. 显然，该问题属于典型的衍架静力分析问题，通过理论求解 方法（如节点法或截面法）也可以很容易求出个杆件的受力，但这里为什么要用ANSYS 软件对其分析呢？ 二、实训目的 本实训的目的有二：一是使学生熟悉ANSYS8.0软件的用户界面，了解有限元分析的一 般过程；二是通过使用ANSYS 软件分析的结果和理论计算结果进行比较，以建立起对利用ANSYS 软件进行问题根系的信任度，为以后使用ANSYS 软件进行更复杂的结构分析打基础。 图1衍架结构简图
三、结果演示 通过使用ANSYS8.0软件对该衍架结构进行静力分析，其分析结果与理论计算结果如表 1所示。 表1 ANSYS 分析结果与理论计算结果的比较 比较结果表明，使用ANSYS 分析的结果与理论计算结果的误差不超过0.5%，因此， 利用ANSYS 软件分析来替代理论计算是完全可行的。 四、实训步骤 （一） ANSYS8.0的启动与设置 1． 启动。点击：开始>所有程序> ANSYS8.0> ANSYS ，即可进入ANSYS 图形用户主界面。如图2所示。其中，几个常用的部分有应用菜单，命令输入栏，主菜单，图形显示区和显示 图形显示区 主菜单 应用菜单 命令输入栏 显示调整工具栏 图2 用户主界面
ANSYS热分析-表面效应单元
ANSYS热分析指南(第五章) 第五章表面效应单元 5.1简介 表面效应单元类似一层皮肤，覆盖在实体单元的表面。它利用实体表面的节点形成单元。因此，表面效应单元不增加节点数量（孤立节点除外），只增加单元数量。 ANSYS 5.7中热分析专用表面效应单元为SURF151(2-D)以及SRUF152(3-D)。有关单元的详细描述请参阅《ANSYS Element Reference》。 5.2表面效应单元在热分析中的应用 利用表面效应单元可更加灵活地定义表面热载荷： 当热流密度和热对流边界条件同时施加于同一表面时，必须将其中一个施加于实体单元表面，另一个施加在表面效应单元。建议将热对流边界施加于表面效应单元。 可将热对流边界条件中的流体温度施加于孤立节点上，将对流系数施加于表面单元，这样，可更灵活地控制对流载荷。 当对流系数随温度变化时，表面效应单元可提供设置计算对流系数的选项。 表面效应单元还可以用于模拟点与面的辐射传热。 5.3表面效应单元的有关热分析设置选项 SURF151是单元可用于多种载荷和表面效应的应用。可以覆盖在任何二维热实体单元的表面(除轴对称谐波单元PLANE75和PLANE78外)。该单元可用于二维热分析，多种载荷和表面效应可以同时存在。SURF151单元有2到4个节点，如考虑对流传热和辐射的影响需要定义一个外部节点。传热量和热对流量以表面载荷的形式施加在单元上。详细单元说明请参见《ANSYS Theory Reference》。 SURF152是三维热表面效应单元，可用于多种载荷和表面效应的应用。它可以覆盖在任何三维热单元的表面，该单元可用于三维热分析。该单元中多种载荷和表面效应可以同时存在。详细单元说明请参见《ANSYS Theory Reference》。 选定单元： 命令：ET
第二章构件的静力分析检测题
第二章构件的静力分析检测题 一， 填空题： 1.力的三要素指的是 ， ， 。 2.常见的约束类型有 ， ， 和 。 3.力矩是力对一点的矩，等于该点带力作用线上任一点 与 的矢量积。 4.两个大小相等方向相反的平行力组成的二力，称为 。 5.可以把作用在刚体上点A 的力F 平移到一点B ，但同时必须附加一个 ，其大小等于 。 6.若刚体处于平衡，则必须满足作用于刚体上的合力矢 ，合力偶矩 。 7.物体G=100N ，置于水平面上。物体与平面的滑动摩擦系数为，当物体受水平力Q 分别为10N ，30N ，40N 时，则摩擦力分别为 } ， 和 。 8.正在匀速行驶的气车，后轮是驱动轮，前轮是从动轮，则后轮所受摩擦力的方向是 ，前轮所受摩擦力的方向是 。 9.图示：在水平面上放置A ，B 两个物体，重量GA=100N ，GB=200N ，中间用一根绳联接，A ，B 两物体与地面的摩擦系数为，若以大小为F=30N 的拉力拉物体时，绳的拉力为 ，若F=50N 时，绳的拉力为 ，若F=60N 时绳的拉力为 。 10.作用力和反用力是作用在 物体上，大小 ，方向 。 二， 选择题： 1.图示：受力物体，F1=F2=F3，则该物体处于（ ）状态。 A.平衡 B.不平衡 C.既可能平衡也可能不平衡 2. 举重时，双手向上举杠铃，杠铃向下压手，但终归将杠铃举起， F3 F2
因此这二力的关系是：（ ） A.手举杠铃的力大于杠铃对手的压力 B.举力和压力等值，反向，共线属于平衡力 C.举力和压力等值，反向，共线，同时分别作用在人手和杠铃上，属于一对作用力和反作用力。 3.在平面中力矩不为零的条件是（ ） A. 作用力为0，力臂不为0 B. 作用力和力臂都不为0 C. — D. 作用力不为0，力臂为0 4.图示三种情况，轮的转动效果是（ ） A.相同 B.不相同 C.不一定相同 5.如图，同样的绳索吊同一重物，按A ，B ，C ）如图（ $ A B C 6.吊灯如图所示，已知灯重G ，悬绳AB=BC=2m ，BD=1m ，则悬绳所受的拉力为（ ） =T BC =G/2 B. T AB =T BC =G C. T AB =T BC =√3G < 7.小车受力情况如图，已知F 1=30N 、F 2=50N 、α=300，则其水平方向的合力为（ ） A.向前 B.向后 9.如图一重为G 的小球，用绳索AB 挂于墙上，AB 与墙的夹角为300，则绳AB 的拉力为（ ） … 、 A C A
结构静力分析边界条件施加方法与技巧—约束条件
在结构的静力分析中载荷与约束的施加方案对计算结果有较大的影响，甚至导致计算结果不可信，笔者在《结构设计CAE主业务流程》的博文中也提到这一点。那么到底如何施加载荷与约束呢？归根到底要遵循一个原则——尽量还原结构在实际中的真实约束和受力情况。本文着重介绍几种约束的施加方法与技巧，并通过具体例子来进一步说明。 1 销轴约束 销轴连接在结构中是很常见的一种形式，其约束根据具体的结构形式有所不同，下面以一个走行装置为例具体介绍一下。 走行装置是连接平动轨道与上部结构的，其约束应是轨道通过车轮对走行装置的约束，但是通常对于车轮只要验证其轮压满足要求即可，因此在模型中往往将车轮简化掉，因此对于走行装置的约束就变为销轴约束。 图1 某走行装置 图1 中1-10是与车轮相连接的轴孔，车轮行驶于轨道上，约束位置在10对轴孔处，如果把整个轴孔都约束则约束刚度太大，结果会导致圆孔周围应力过大，因此应简化为约束轴孔中心点，将中心点与轴孔边缘通过刚性单元连接，简化为点约束。首先y方向（竖直向上）是应该约束的（此处假设车轮及轴为刚体），其次由于轨道与轮缘的相互作用，z方向（侧向）也应该是约束的，然后由于走行装置在向下的压力下会产生沿x方向（运行方向）的位移，因此x方向约束应放开，但是如果10对轴孔中心x方向的约束全放开则会导致约束不全无法计算，因此应在1轴孔或10轴孔中心处施加x方向的约束，这样实现全自由度约束。 2 转动轨道约束 图2是一个翻车机模型，该结构通过电机驱动，托辊支撑，2个端环在轨道上转动来实现翻卸功能。
图2 翻车机 由于翻车机托辊支撑端环，由电机驱动不断地翻转卸车，造成其约束位置方向不断变化，针对一个具体翻转角度，翻车机端环在与托辊接触处（线接触）应约束沿翻车机端环径向，另外，由于翻车机在荷载作用下会产生沿翻车机轴向的位移，所以两端环中要约束一个端环的轴向自由度。 3 对称面约束 图3是某钢水罐模型，该模型关于y-z面对称，下面介绍一下该结构的约束处理。 图3 钢水罐 首先在1处由于受到钢水罐起吊装置的限制，其竖直方向y及水方向z无法变形，应施加z 方向及y方向的约束，而x方向是没有约束的，此时因缺少约束无法计算，应注意到该结构(包
工作分析方法的六个步骤
在做工作分析时，应当按照以下六个步骤来进行。 一、确定工作分析信息的用途 首先，在一开始要明确工作分析所获得的信息将用于何种目的。其理由是：工作分析所获得信息的用途直接决定了需要搜集何种类型的信息，以及使用何种技术来搜集这些信息。 有些技术对于编写工作说明书和为空缺的工作岗位甄选员工是极为有用的，例如，同在工作岗位上的员工进行面谈，让他们自己说出自己所从事的工作的任务是什么，以及他们自己所负有的责任有哪些。而另一些工作分析技术，则不能提供上面所需要的那种描述性信息，因而无法满足编写工作描述这一任务的需要。但它所提供的信息却有助于对每一种工作进行量化排序，可以使得我们对各种工作进行对比，因此，在确定工作报酬时，这种工作分析技术就十分有用了。由于以上这些原因，你在工作分析开始的第一步，就必须首先确定工作分析所得出的信息将被用于何种目的，只有这样你才能确定采用何种相关技术去搜集这些信息。 二、搜集与工作有关的背景信息 接下来，可以先看看那些可得到的与工作有关的背景信息，如组织图、工作流程图和工作说明书等。组织图显示出了当前工作与组织中的其他工作是一种什么样的关系，以及它在整个组织中处于一种怎样的地位。组织图不仅确定了每一职位的名称，而且用相互联结的直线明确表明了谁应当向谁汇报工作，以及工作的承担者将同谁进行信息交流等等。 在组织图中只能简单地获知工作流动的方向，而工作流程图则提供了与工作有关的更为详细的信息。图16-2所示的是一种最简单的工作流程图，它只显示了当前工作的投入流及其产出流。在该图中，库存控制员的工作流程包括：从供给者处接收到存货；从两位工厂管理者那里接到对存货的要求；向这些管理者提供他们所需要的存货；就库存半成品的状况向两位管理者提供信息。最后，需要提到的是，如果有现成的工作说明书的话，它将是你审查并重新编写工作说明书的一个很好的起点。 三、选择有代表性的工作进行分析 当需要分析的工作有很多但它们彼此又比较相似的时候，例如，对流水线上的工人所做的工作进行分析，如果我们对他们所做的工作一个一个地进行分析，必然非常耗费时间。在这种情况下，选择典型工作进行分析显然是十分必要同时也是比较合适的。 四、搜集工作分析的信息 在这一步，就是要通过搜集有关工作活动、工作对员工行为的要求、工作条件、工作对人员自身条件（如个人特点与执行工作的能力等）的要求等方面的信息，来进行实际的工作分析。 五、同承担工作的人共同审查所搜集到的工作信息 工作分析提供了与工作的性质和功能有关的信息。而通过工作分析所得到的这些信息只有与从事这些工作的人员，以及他们的直接主管人员进行核对才有可能不出现偏差。这一核对工作有助于确定工作分析所获得的信息是否正确、完整，同时也有助于确定这些信息能否
ANSYS热分析详解解析
第一章简介 一、热分析的目的 热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量〕等。 热分析在许多工程应用中扮演重要角色，如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。 二、ANSYS的热分析 ?在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Thermal、ANSYS/FLOTRAN、ANSYS/ED五种产品中包含热分析功能,其中 ANSYS/FLOTRAN不含相变热分析。 ?ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。 ?ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。 三、ANSYS 热分析分类 ?稳态传热：系统的温度场不随时间变化 ?瞬态传热：系统的温度场随时间明显变化 四、耦合分析 ?热－结构耦合 ?热－流体耦合 ?热－电耦合 ?热－磁耦合 ?热－电－磁－结构耦合等
第二章 基础知识 一、符号与单位 W/m 2-℃ 3 二、传热学经典理论回顾 热分析遵循热力学第一定律，即能量守恒定律: ● 对于一个封闭的系统（没有质量的流入或流出〕 PE KE U W Q ?+?+?=- 式中: Q —— 热量; W —— 作功; ?U ——系统内能; ?KE ——系统动能； ?PE ——系统势能； ● 对于大多数工程传热问题：0＝＝PE KE ??； ● 通常考虑没有做功：0=W , 则：U Q ?=； ● 对于稳态热分析：0=?=U Q ，即流入系统的热量等于流出的热量； ● 对于瞬态热分析：dt dU q = ，即流入或流出的热传递速率q 等于系统内能的变化。 三、热传递的方式 1、热传导 热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。热传导遵循付里叶定律：dx dT k q -=''，式中''q 为热流
第二章构件的静力分析
第二章 构件的静力分析构件的静力分析是选择构件的材料、确定构件具体外形尺寸的基础。 一、工程力学的几个基本概念 1、刚体 指受力时不变形的物体。 实际中刚体并不存在，但如果物体的尺寸和运动范围都远大于其变形量，则可不考虑变形的影响，将其视为刚体，因此，刚体只是一个理想的力学模型。 2、平衡 平衡是指物体相对于地面保持静止或作均速直线运动。 3、平衡条件 作用在刚体上的力所应当满足的必要和充分的条件称为平衡条件。 二、力的基本性质 （一） 力和力系 1、力的定义 力是物体间的相互作用，这种作用使物体的运动状态和形状发生改变。 力使物体的运动状态发生改变的效应，称为力的外效应；使物体的形状发生改变的效应，称为力的内效应 2、力的三要素 力的大小、方向和作用点称为力的三要素。 力的任一要素的改变，都将改变其作用效果，因此，力是矢量，用黑体字母（如F）表示，对应的白体字母表示其大小，力的大小以牛顿（N）为单位。 3、力的图示法 力在图中用有向线段AB表示： 线段的长度代表其大小；线段所在 的直线为力的作用线，箭头代表力 的方向；线段的起点表示力的作用点。 4、力系 1）力系的概念
作用在物体上的力群称为力系 2）力系的等效 力系的等效是指两个力系对同一刚体的作用效果相同。等效的两个 力系可以互相代替。 3）合力与分力 若一个力与另一力系等效，则此力称为该力系的合力，力系中各力 称为此力的分力。 （二）力的基本性质 性质一（二力平衡原理） 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这 两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上（即两力等值、反向、 共线）。 只受二个力的作用而保持平衡的刚体称为二力体。 性质二（力的平行四边形法则） 作用在物体上同一点的两个力，可以按平行四边形法则合成一个 合力。此合力也作用在该点，其大小和方向由这两力为边构成的平行四 边形的主对角线确定。 R＝F1＋F2 二力既然可以合成为一力，则一力也可以分解为二力。 推理：（三力平衡汇交定理） 当刚体受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线汇 交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点，且三个力的作用线在同 一平面内。 三力平衡定理在工程实践中，常用来确定结构物（例如三铰 拱）支座反力的作用线。 性质三（作用和反作用定律） 任意两个相互作用物体之间的作用力和反作用力同时存在。这 两个力大小相等，作用线相同而指向相反，分别作用在这两个物体上。 （注意和二力平衡的区别） 这个公理概括了自然界中物体间相互的作用力的关系，表明一 切力总是成对的出现的。有作用力就必有反作用力，它们彼此互为依存 条件，失去一方，他方也就不存在。但是应该注意作用力与反作用力是 分别作用在两个物体上的，决不能认为这两个力互成平衡。这与公理一