发动机活塞三维有限元计算报告
发动机活塞三维有限元计算报告
目录
1、计算目的及要求 (3)
2、计算对象及计算思路 (3)
3、活塞喷油冷却计算 (3)
3.1 几何模型 (3)
3.2网格划分 (4)
3.3边界条件 (4)
3.4结果分析 (5)
3.5活塞强制振荡冷却的瞬态数值模拟 (5)
3.5.1边界条件设置 (6)
4、活塞温度场计算 (8)
4.1 有限元网格 (8)
4.2 热边界条件 (9)
4.3额定工况输出结果 (9)
5、活塞热-机耦合计算 (11)
5.1网格模型 (12)
5.2 活塞机械负荷边界条件 (12)
5.3活塞顶部燃气压力的施加 (12)
5.4活塞热机耦合应力分析 (13)
6、疲劳分析 (14)
6.1 疲劳计算 (14)
6.2 结果分析 (14)
7、活塞变形分析 (15)
7.1热负荷下活塞变形量 (15)
7.2热机耦合下活塞变形量 (15)
8、计算结论及建议 (16)
1、计算目的及要求
根据发动机对活塞动力性能的要求，保证在额定转速工况下活塞的应力以及疲劳变形在合理的范围之内，使活塞正常运行，不会出现卡环以及疲劳破坏现象，对发动机进行分析计算，评判其相应的性能。
2、计算对象及计算思路
的基本参数如表2.1所示。
表2.1 活塞三维计算基本参数
型式4缸、立式、直列、四冲程、水冷
缸径（mm）98
额定转速（rp/m）2400
最大爆发压力（MPa）14
3、活塞喷油冷却计算
表3.1活塞喷油冷却计算所需基本参数
额定转速（rpm）2400
开始时刻曲柄转角（deg) 180
活塞冲程（mm）105
连杆长度（mm）170
喷嘴流量2L/min
喷孔孔径回油孔径2.7mm 6mm
3.1 几何模型
由于提供的是实体模型，所以首要手动将CFD计算区域及流体流过区域进行提取，并将流体进出口封闭。原始几何模型和提取流体域之后的几何模型如图3.1所示：
图3.1活塞稳态、瞬态喷油冷却的几何模型
3.2网格划分
由设计部分获取活塞的几何模型以及柴油机的相关参数。对活塞的几何模型进行预处理，从中提取出活塞位于下止点处的喷油流场几何模型。由几何模型划分体网格，并根据需要对边界层、冷却通道、冷却通道进出口及冷却油入口等重要特征进行局部加密。在流体与壁面接触处设置5层边界层。
图3.2网格模型
3.3边界条件
利用不同喷油压力下得到的总喷油量换算得到相应的喷射速度，将喷油嘴处设为速度入口边界，出口为压力出口，表压为0；由于活塞喷油冷却旳稳态模拟过程只关注不同位置时冷却油能够喷入内冷油腔的量，不计传热，因而其他壁面均设为绝热壁面；内冷油腔进、出口截面设为interior；初始时，整个流体区域内充满了空气相；激活VOF模型，将空气作为第一相，冷却油作为第二相，入口处，冷却油体积分数为1。
3.4结果分析
为了保证计算结果的准确性，得到收敛解，可以在Fluent中设置监测变量。本文中，通过监测在迭代计算中流过内冷油腔进、出口的冷却油的质量流量来判断结果是否达到收敛，并认为内冷油腔进、出口截面上的质量流量不再变化并且两者之差差别小于0.001kg/s时迭代结束。
3.5活塞强制振荡冷却的瞬态数值模拟
当活塞处于静止状态，喷油速度和喷油方向对内冷油腔内的机油体积分数和机油质量流量有很大影响。但是在实际的喷油冷却过程中活塞并不是静止的，而是按照一定的规律做上下往复运动。高速的活塞运动可以使机油在内冷油腔内产生强烈振荡，改变内冷油腔内机油的分布规律。同时，由于相对喷油速度随着活塞运动时刻变化，内冷油腔进、出口的机油质量流量也会由于机油自身运动、活塞运动以及重力影响的多重作用而发生改变。另外，在冷却传热过程中，机油的温度会发生变化，影响机油粘度，也会使流动和传热发生变化。因此，实际的活塞喷油冷却是一个极为复杂的流动与传热过程，稳态模拟根本无法说明活塞动态情况下的机油分布和流动特点，因此对活塞喷油冷却进行瞬态模拟十分必要[2]。
表3.3动网格参数设置
曲轴转速（rpm）2400
开始时刻曲柄转角（deg) 180
周期（deg）360
每步曲柄转角（deg）0.5
活塞冲程（mm）105
连杆长度（mm）170
3.5.1边界条件设置
与稳态模拟相同的是冷却油进口仍设为速度进口边界条件，出口仍为压力出口，表压为0。因为活塞喷油冷却的瞬态模拟关注冷却油与内冷油腔以及活塞底壁面的传热，因而激活能量方程，设置各壁面为433K定壁温条件。设置瑞流模型并激活重力选项。初始时，整个流体区域内充满了空气相；激活VOF模型，将空气作为第一相，冷却油作为第二相，入口处，冷却油体积分数为1。
3.5.2活塞喷油冷却瞬态结果显示与分析
活塞喷油冷却的瞬态过程中，油束本身具有速度、同时活塞也在上下运动，因而不同时刻流经内冷油腔的进、出口机油流量不同，同一时刻流经内冷油腔的进、出口机油流量也不同，这与活塞静止状态下，内冷油腔进、出口流量一致是完全不同的。为了保证计算结果的准确性，得到收敛解，在Fluent中设置监测变量。本文中，通过监测在迭代计算中流过内冷油腔进、出口的冷却油的质量流量来判断结果是否达到收敛，并认为内冷油腔进、出口截面上的质量流量不再随活塞循环发生变化时结果收敛，即通过内冷油腔进、出口截面上的质量流量只与活塞位置有关系，即使循环增加，结果仍然保持稳定。
图3.3所示为得到的后三个循环过程中通过内冷油腔进、出口截面上的机油质量流量变化曲线。从图中可以看出，监测结果己经趋于稳定，此后冷却腔内机油的流动和分布状态只与活塞位置有关，不再随循环次数增加而变化。因此可以取第最后一个循环的计算结果作为分析对象。
图3.3迭代检测曲线图
活塞喷油冷却瞬态过程中，内冷油腔内的机油既沿着内冷油腔流动，又在活塞的带动下在腔内不断振荡，冲击壁面，加之机油自身的惯性，机油在内冷油腔内的空间分布和流动是一个不断变化的过程。活塞在上行和下行运动到同一位置时，内冷油腔壁面的机油分数也会不同，流入和流出油腔的机油流量也不同。
图3.4油腔机油振荡分布图
本次计算活塞冷却腔的机油分数来分析活塞冷却情况。活塞强制振荡冷却方式为：机油从入口以2L/min的流量进入冷却腔，最后通过直径6mm的出口流出
冷却腔。活塞冷却计算模型机油体积分数在0.62左右波动，机油在冷却油腔分数足够多，能够达到良好的冷却效果。
4、活塞温度场计算
在发动机气缸内，燃料不断燃烧释放能量，活塞顶面直接受高温燃气的冲击。热量由活塞顶壁面传给活塞各部，并通过活塞环传给冷却介质。利用冷却介质的目的就是为降低活塞温度，使活塞在可承受温度范围内工作。然而要判断冷却效果是否满足要求，最终要对对活塞的温度场进行计算。
4.1 有限元网格
图4.1活塞温度场网格模型
如上图所示，此活塞的燃烧室位于活塞的中央，从几何形状上基本属于对称结构。
划分网格时，要注意网格的数量和疏密，其基本原则是：
1) 网格数量：网格数量增加, 会提高计算精度,但同时也会加大计算规模,所以在确定网格数量时应综合权衡考虑。网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高,而计算时间不会有大的增加。当网格数量增加到一定程度后,再继续增加网格时精度提高甚微,而计算时间却有大幅度增加。所以应注意控制网格数量。实际应用时可以比较两种网格划分的计算结果,如果两次计算结果相差较大,
可以继续增加网格,相反则停止计算。本次网格划分通过试算确定网格规模为406145个四面体十节点单元，516064个节点数。
2) 网格疏密：网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格,这是为了适应计算数据的分布特点。在计算数据变化梯度较大的部位,为了较好地反映数据变化规律,需要采用比较密集的网格。而在计算数据变化梯度较小的部位,为减小模型规模,则应划分相对稀疏的网格。这样,整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。本次网格划分先通过试算，确定了部分应力集中区域，然后对这些区域进行了重点加密处理，其他部位则采用稀疏网格，网格模型如图4.1所示。
4.2 热边界条件
利用有限元法求解活塞的温度场一般情况下釆用第三类边界条件，即已知活塞边界上的温度条件和传热系数。然而由于实验手段的限制，很难获得活塞边界上的准确的温度值和传热系数，因而很难保证结果的正确性。为此，在确定边界条件时，一般采用经验或半经验的公式计算来获得活塞顶部、活塞环区、活塞裙部外侧以及活塞内侧腔的当量热交换系数。
第三类边界条件在这里是指活塞表面分别与高温燃气和冷却介质之间的对流换热系数、高温燃气及冷却介质的平均温度。影响换热系数的因素相当多，主要有燃烧方式、气体速度、气体的温度和压力、几何尺寸、不同位置和冷却方式等。由于边界参数的复杂性，测试起来比较困难，通常是按经验的或半经验的公式来决定。
4.3额定工况输出结果
图4.2活塞温度场
由图可看出，活塞整体温度分布不均匀，最高温度为569.2K（296.2℃），最低温度为402K（129℃），最高温度与最低温度相差约167K。活塞高温区主要集中在燃烧室喉口以及活塞头部，温度是从活塞头部到裙部下缘逐渐降低。
图4.3活塞顶面温度场分布
活塞顶面不同区域温度差别不大。燃烧室温度分布趋势是：燃烧室中心到凹坑边缘先降后升，在燃烧室边缘喉口达到最高值。
图4.4活塞中心切片
活塞中心切片上温度场分布结果如图4.4所示，由图可以看出，活塞总体温度场分布层次清晰，温度沿轴向呈下降趋势，高温区域主要分布在燃烧室喉口附近。因为喉口边缘是燃气的高速区，故燃烧室喉口温度较高。燃烧室底圈温度低，而周面和中心凸台温度较高，有三个原因：首先，由于燃烧室底部空气量不充足，燃油雾化不好，燃烧不充分，冷燃油的快速喷射对燃烧室底部进行了冷却；其次，底圈与活塞内腔的厚度较小，传热路线短，而凸台与内腔厚度较大，传热路线较长，最后，虽然燃烧室中心凸台是气流低速区，但是受到热辐射很强，燃烧室周面是气流高速区，又受到强烈的挤流冲蚀。所以周面和凸台的温度要高于底圈。
表4.1温度场的分布(单位/℃)
5、活塞热-机耦合计算
内燃机朝着高功率和高转速方向发展，必然会造成活塞热负荷和机械负荷的增加。不过对于活塞的应力分析中，仅考虑机械负荷或是热负荷都是不够的，活塞的应力应该是活塞在热负荷和机械负荷下的综合应力。
发动机在工作过程中，作用在活塞上的机械力边界条件有燃气爆发压力、活塞惯性力、摩擦力，销座孔内表面的支反力以及缸壁对裙部的侧压力。分析发动机活塞的工作过程可知，当燃气爆发压力达到最大且在稳定转速下，活塞受力和变形都是最严重的时刻，此刻活塞的强度问题就显得特别突出，因此，对活塞机械负荷的研究选择在燃气爆发压力最大的工况进行。
5.1网格模型
应力场计算网格模型如图5.1所示,用于施加约束。
图5.1应力场计算模型
5.2 活塞机械负荷边界条件
活塞热机耦合分析中，为减少边界条件的误差在活塞有限元模型上加入活塞销来计算活塞的耦合应力。
5.3活塞顶部燃气压力的施加
标定工况工作过程中，活塞的理论最高爆发压力力14MPa，气体爆发压力对活塞的作用力的分布按图5.2所示施加，活塞顶部和环岸区的燃气爆发压力按均匀分布处理，气体压力经过活塞环后压力会衰减。气体压力的75％加于第一道环槽底和环下侧，25％的气体压力加于第一环岸和第二道环槽上下面，20％的气体残压加于第二道环槽底，第二道环槽以下的燃气压力由于衰减压力已经变得很小，在加载的过程中予以忽略不计。
图5.2活塞压力负荷分布[5]
5.4活塞热机耦合应力分析
活塞裙部热负荷和机械负荷耦合应力场分析的结果如图5.3所示，由图可以看出：
活塞在热机耦合的作用下，最大耦合应力178.2MPa左右（活塞材料的抗拉强度为215MPa），出现在活塞销座侧边缘，实际应力值将比这个值小一些，原因是在建模时由销座与裙部圆角处网格处理困难，在此出现了少许的应力集中。比较活塞单独在热负荷、机械负荷和热机耦合作用下的应力场分布情况，说明即使有热膨胀因素的影响，在该区域活塞的耦合应力场还是机械负荷作用占主导地位，燃气产生的爆发压力是造成该区域应力的原因。
图5.3活塞的应力场
图5.4活塞的热应力场
活塞最大热机耦合应力远小于材料抗拉强度，可以认为活塞的强度是符合要求的。
6、疲劳分析
6.1 疲劳计算
在热机耦合应力计算的基础上，对活塞进行疲劳分析。在分析时考虑以下因素：1）应力梯度影响
2）表面粗糙度=100μm
3）平均应力
4）平均应力修正
5）Range of Dispersion=1.4
6）存活率99.99%
7）疲劳计算应力normal stress in critical plane
8） Statistics Influence
由于考虑了上述所有的疲劳影响因素，因此对本次分析最小疲劳安全系数取为1.1。
6.2 结果分析
下面图中别给出了活塞在最大爆发压力时的不同位置的安全系数分布情况。
图6.1活塞裙部安全系数分布图
图中已对安全系数较低的位置进行标注，结果显示活塞头部与裙部顶端接触位置安全系数最低为1.3。通过以往对网格处理方式、边界条件施加情况等的统计分析，认为该种方式计算的疲劳安全系数大于1.1就能够满足疲劳强度要求。因此认为该活塞是安全的。
7、活塞变形分析
7.1热负荷下活塞变形量
图7.1是活塞在热负荷下放大500倍的变形图。
图7.1活塞放大500倍后变形图
7.2热机耦合下活塞变形量
图7.2是活塞在热机耦合作用下放大100倍的变形图，由图可知:
图7.2活塞热机耦合作用下放大100倍的变形图
根据上图所知，额定工况时活塞顶部热变形量最大为0.015mm左右，热机耦合下最大变形分布在燃烧室边缘，裙部最大变形量为0.045mm左右。活塞横向最大变形在0.06mm左右，缸套变形量在0.205mm左右，变形方向一致，活塞与缸套的配合间隙设计值为0.15-0.225mm，满足设计要求。
比较热负荷和热机耦合下的活塞变形情况可知，活塞在热机耦合作用下在活塞的变形主要是由于热负荷引起的，变形主要是活塞头部膨胀，在活塞排气口一侧边缘，最大变形量为0.036mm。
从活塞热机耦合变形来看，活塞环岸和环槽区的变形量在0.01～0.045mm 之间，从上到下呈下降趋势，第一环槽的变形量大多在0.028mm左右，第二环槽和第三环槽的变形量基本在0.01mm左右，主要是沿着活塞半径方向的变形。
8、计算结论及建议
1.活塞三维有限元计算，额定工况下的温度场计算结果显示温度分布区域合理，符合实际情况，没有温度过高区域；
2.应力计算显示：活塞销座边缘局部和活塞头部裙部顶面接触部分出现应力集中，但未超过材料抗拉强度极限。
3. 疲劳计算显示：
①活塞最小安全系数出现在活塞销孔边缘与活塞接触部位处，最小值为1.3，活塞设计满足疲劳要求；
②活塞头部的最大变形量为0.035mm左右，裙部最大变形量为0.045mm,缸套变形量在0.205mm左右，变形方向一致，满足活塞与缸套配合间隙设计值为
0.15mm~0.225mm 的范围，第一环槽在活塞轴向的变形量最大为0.028mm左右
CATIA有限元分析计算实例-完整版
CATIA有限元分析计算实例 CATIA有限元分析计算实例 11.1例题1 受扭矩作用的圆筒 11.1－1划分四面体网格的计算 （1）进入【零部件设计】工作台 启动CATIA软件。单击【开始】→【机械设计】→【零部件设计】选项，如图11－1所示，进入【零部件设计】工作台。 图11－1单击【开始】→【机械设计】→【零部件设计】选项 单击后弹出【新建零部件】对话框，如图11-2所示。在对话框内输入新的零件名称，在本例题中，使用默认的零件名称【Part1】。点击对话框内的【确定】按钮，关闭对话框，进入【零部件设计】工作台。 （2）进入【草图绘制器】工作台 在左边的模型树中单击选中【xy平面】, 如图11-3所示。单击【草图编辑器】工具栏内的【草图】按钮，如图11-4所示。这时进入【草图绘制器】工作台。 图11－2【新建零部件】对话框
图11－3单击选中【xy平面】 （3）绘制两个同心圆草图 点击【轮廓】工具栏内的【圆】按钮，如图11-5所示。在原点点击一点，作为圆草图的圆心位置，然后移动鼠标，绘制一个圆。用同样分方法再绘制一个同心圆，如图11-6所示。 图11－4【草图编辑器】工具栏 图11－5【轮廓】工具栏 下面标注圆的尺寸。点击【约束】工具栏内的【约束】按钮，如图11-7所示。点击选择圆，就标注出圆的直径尺寸。用同样分方法标注另外一个圆的直径，如图11-8所示。 图11－6两个同心圆草图 图11－7【约束】工具栏 双击一个尺寸线，弹出【约束定义】对话框，如图11－9所示。在【直径】数值栏内输入100mm，点击对话框内的【确定】按钮，关闭对话框，同时圆的直径尺寸被修改为100mm。用同样的方法修改第二个圆的直径尺寸为50mm。修改尺寸后的圆如图11-10所示。
有限元分析报告 (1)
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基于有限元的电磁场仿真与数值计算介绍
鼠笼异步电动机磁场的有限元分析 摘要 鼠笼异步电动机具有结构简单、价格低廉、运行可靠、效率较高、维修方便等一系列的优点，在国民经济中得到广泛的应用。工业、农业、交通运输、国防工程以及日常生活中都大量使用鼠笼异步电动机。随着大功率电子技术的发展，异步电动机变频调速得到越来越广泛的应用，使得鼠笼异步电动机在一些高性能传动领域也得到使用。 鼠笼异步电动机可靠性高，但由于种种原因，其故障仍时有发生。由于电动机结构设计不合理，制造时存在缺陷，是造成故障的原因之一。对电机内部的电磁场进行正确的磁路分析，是电机设计不可或缺的步骤。利用有限元法对电机内部磁场进行数值分析，可以保证磁路分析的准确性。本文利用Ansys Maxwell软件，建立了鼠笼式异步电机的物理模型，并结合数学模型和边界条件，完成了对鼠笼式异步电动机的磁场仿真，得到了物理模型剖分图，磁力线和磁通分布图，为电机的进一步设计研究提供了依据。 关键词：Ansys Maxwell；鼠笼式异步电机；有限元分析
一、前言 当电机运行时，在它的内部空间，包括铜与铁所占的空间区域，存在着电磁场，这个电磁场是由定、转子电流所产生的。电机中电磁场在不同媒介中的分布、变化及与电流的交链情况，决定了电机的运行状态与性能。因此，研究电机中的电磁场对分析和设计电机具有重要的意义。 在对应用于交流传动的异步电机进行电磁场的分析计算时，传统的计算方法因建立在磁场简化和实验修正的经验参数的基础之上，其计算精度就往往不能满足要求。如果从电磁场的理论着手，研究场的分布，再根据课题的要求进行计算，就有可能得到满意的结果。电机电磁场的计算方法大致可以分为解析法、图解法、模拟法和数值计算法。数值解法是将所求电磁场的区域剖分成有限多的网格或单元，通过数学上的处理，建立以网格或单元上各节点的求解函数值为未知量的代数方程组。由于电子计算机的应用日益普遍，所以电机电磁场的数值解法得到了很大发展，它的适用范围超过了所有其它的解法，并能达到足够的精度。对于电机电磁场问题，常用的数值解法有差分法和有限元法两种。用有限元法时单元的剖分灵活性大，适用性强，解的精度高。因此我们采用有限元法对电机电磁场进行数值计算。 Maxwell2D 是一个功能强大、结果精确、易于使用的二维电磁场有限元分析软件。在这里，我们利用Ansys的Maxwell2D 有限元分析工具对一个三相四极电机进行有限元分析，构建鼠笼式异步电机电动机的物理模型，并结合电机的数学模型、边界条件进行磁场分析。
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有限元法的基本思想及计算步骤 有限元法是把要分析的连续体假想地分割成有限个单元所组成的组合体，简称离散化。这些单元仅在顶角处相互联接，称这些联接点为结点。离散化的组合体与真实弹性体的区别在于：组合体中单元与单元之间的联接除了结点之外再无任何关联。但是这种联接要满足变形协调条件，即不能出现裂缝，也不允许发生重叠。显然，单元之间只能通过结点来传递内力。通过结点来传递的内力称为结点力，作用在结点上的荷载称为结点荷载。当连续体受到外力作用发生变形时，组成它的各个单元也将发生变形，因而各个结点要产生不同程度的位移，这种位移称为结点位移。在有限元中，常以结点位移作为基本未知量。并对每个单元根据分块近似的思想，假设一个简单的函数近似地表示单元内位移的分布规律，再利用力学理论中的变分原理或其他方法，建立结点力与位移之间的力学特性关系，得到一组以结点位移为未知量的代数方程，从而求解结点的位移分量。然后利用插值函数确定单元集合体上的场函数。显然，如果单元满足问题的收敛性要求，那么随着缩小单元的尺寸，增加求解区域内单元的数目，解的近似程度将不断改进，近似解最终将收敛于精确解。 用有限元法求解问题的计算步骤比较繁多，其中最主要的计算步骤为： 1）连续体离散化。首先，应根据连续体的形状选择最能完满地描述连续体形状的单元。常见的单元有：杆单元，梁单元，三角形单元，矩形单元，四边形单元，曲边四边形单元，四面体单元，六面体单元以及曲面六面体单元等等。其次，进行单元划分，单元划分完毕后，要将全部单元和结点按一定顺序编号，每个单元所受的荷载均按静力等效原理移植到结点上，并在位移受约束的结点上根据实际情况设置约束条件。 2）单元分析。所谓单元分析，就是建立各个单元的结点位移和结点力之间的关系式。现以三角形单元为例说明单元分析的过程。如图1所示，三角形有三个结点i，j，m。在平面问题中每个结点有两个位移分量u，v和两个结点力分量F x，F y。三个结点共六个结点位移分量可用列
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三维有限元法计算过程 三维有限元法的计算过程： 1）网格单元剖分； 2）线性插值； 3）单元分析； 4）总体刚度矩阵合成； 5）求解线性方程组等部分组成。 一、偏微分方程对应泛函的极值问题 矿井稳恒电流场分布示意图 主要任务是分析在给定边界条件下，求解稳定电流场的Laplace 方程或Poisson方程的数值解，即三维椭圆型微分方程的边值问题：
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数值计算方法实验分析报告
学生实验报告 实验课程名称数值计算方法 开课实验室数学实验室 实验五解线性方程组的直接方法 实验（主元的选取与算法的稳定性） 问题提出：消去法是我们在线性代数中已经熟悉的。但由于计算机的数值运算是在一个有限的浮点数集合上进行的，如何才能确保消去法作为数值算法的稳定性呢？消去法从理论算法到数值算法，其关键是主元的选择。主元的选择从数学理论上看起来平凡，它却是数值分析中十分典型的问题。 实验内容：考虑线性方程组 n n R n ∈ =?, Ax∈ , R b A b
编制一个能自动选取主元，又能手动选取主元的求解线性方程组的消去过程。 实验要求： （）取矩阵 ?? ????? ?????????=????????????? ?? ?=1415157,68 16 8 1 681 6M O O O b A ，则方程有解 T x )1,,1,1(*Λ=。取计算矩阵的条件数。让程序自动选取主元， 结果如何？ （）现选择程序中手动选取主元的功能。每步消去过程总选取按模最小或按模尽可能小的元素作为主元，观察并记录计算结果。若每步消去过程总选取按模最大的元素作为主元，结果又如何？分析实验的结果。 （）取矩阵阶数或者更大，重复上述实验过程，观察记录并分析不同的问题及消去过程中选择不同的主元时计算结果的差异，说明主元素的选取在消去过程中的作用。 （）选取其他你感兴趣的问题或者随机生成矩阵，计算其条件数。重复上述实验，观察记录并分析实验结果。 实验（线性代数方程组的性态与条件数的估计） 问题提出：理论上，线性代数方程组b Ax =的摄动满足 ??? ? ???+??-≤ ?-b b A A A A A cond x x 11)( 矩阵的条件数确实是对矩阵病态性的刻画，但在实际应
-有限元分析报告
西安市新城区某公司科研办公楼结构设计 有限元分析报告 撰写人：王平 班级：工程力学1203 学号：121010321 指导教师：张卫喜 2016年6月15日
目录 1 工程概况 (2) 2 分析依据 (3) 3 荷载与计算工况 (4) 3.1荷载简化及荷载组合 (4) 3.2 边界条件 (4) 3.3 工况 (5) 4 有限元模型 (6) 4.1 基本假定 (6) 4.2 力学模型 (6) 4.3 主要物理参数取值 (6) 4.4单元选取 (7) 4.5分网与有限元模型 (8) 5 静力分析 (9) 5.1模态结果 (9) 5.2静力分析结果 (13) 5.3 强度校核 (16) 6基于ANSYS、PKPM、手算的误差分析 (18) 6.1计算原理的不同 (18) 6.2 研究对象的复杂性 (19)
1工程概况 工程名称：西安市新城区某公司科研办公楼； 建筑所在地：西安市； 建设规模：总建筑面积约4700m2，主体结构6层，无地下室。结构总高度22.5m，底层结构高度4.5m，其余层结构高度为3.6m，几何模型图如图1所示； 抗震设防烈度：抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值0.2g,第一组。场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.35s。周期折减系数为0.75。 建筑设计使用年限：50年。 结构重要性等级：二级。 图1框架几何模型图
2分析依据 框架结构是由梁、板、柱以刚接相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁、板、柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖直荷载。本设计报告采用ANSYS有限元软件分析。 根据框架结构体系特点，本结构分析主要依据以下国家规范： [1]国家标准：《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012).北京：中国建筑工业出版社.2012； [2]国家标准：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010).北京：中国建筑工业出版社.2010； [3]国家标准：《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010).北京：中国建筑工业出版社.2010； [4]建筑、勘察等技术文件。
有限元分析软件比较分析
有限元分析软件 有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50 年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。 有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC 四个比较知名比较大的公司，其中ADINA、ABAQUS 在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ANSYS、MSC 进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除ADINA 以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。ABAQUS专注结构分析目前没有流体模块。MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。 结构分析能力排名：ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS 流体分析能力排名：ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS 耦合分析能力排名：ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS 性价比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC ABAQUS 软件与ANSYS 软件的对比分析： 1．在世界范围内的知名度：两种软件同为国际知名的有限元分析软件，在世界范围内具有各自广泛的用户群。ANSYS 软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。由于ANSYS 产品进入中国市场早于ABAQUS，并且在五年前ANSYS 的界面是当时最好的界面之一，所以在中国，ANSYS 软件在用户数量和市场推广度方面要高于ABAQUS。但随着ABAQUS北京办事处的成立，ABAQUS软件的用户数目和市场占有率正在大幅度和稳步提高，并可望在今后的几年内赶上和超过ANSYS。 2．应用领域：ANSYS 软件注重应用领域的拓展，目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。ABAQUS 则集中于结构力学和相关领域研究，致力于解决该领域的深层次实际问题。 3．性价比：ANSYS 软件由于价格政策灵活，具有多种销售方案，在解决常规的
有限元分析与应用详细例题
《有限元分析与应用》详细例题 试题1：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。 一．问题描述及数学建模 无限长的刚性地基上的三角形大坝受齐顶的水压作用可看作一个平面问题，简化为平面三角形受力问题，把无限长的地基看着平面三角形的底边受固定支座约束的作用，受力面的受力简化为受均布载荷的作用。 二．建模及计算过程 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 下面简述三节点常应变单元有限元建模过程（其他类型的建模过程类似）： 1.1进入ANSYS 【开始】→【程序】→ANSYS 10.0→ANSYS Product Launcher →change the working directory →Job Name: shiti1→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 单元是三节点常应变单元，可以用4节点退化表示。 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4 node 42 →OK (back to Element Types window)→Options… →select K3: Plane Strain→OK→Close (the Element Type window) 1.4定义材料参数
太阳能热水器计算分析报告书
太阳能热水系统设计计算书
设计计算书 设计依据： 1、《民用建筑太阳能热水系统技术手册草案》 2、《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》(GB 50364-2005) 3、《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003) 2009版本 4、《太阳能热利用原理与计算机模拟》（西北工业大学出版社 张鹤飞主编） 5、《太阳能供热采暖应用技术手册》（化学工业出版社 何梓年 朱敦智主编） 系统方案：条件冷水供水水质硬度小于等于150mg ／L(以计)。用户对冷热水压差稳定要求不严。因此太阳能热水系统采用单水箱强制循环直接加热电辅助加热系. 按照建筑给水排水设计规范 （GB 50015-2003）（2009年版） T t t C mq K Q r l r r h h ρ)-(==144291.6 (KJ/h)=40.1KW 式中: Q h -- 设计小时耗热量（KJ/h ）； m -- 用水计算单位数；（62人） q r -- 热水用水定额80（L/人·d ）； C -- 水的比热 ，C=4.187（KJ/kg ·℃）； t r -- 热水温度，t r =60℃ t l -- 冷水温度，t l =7℃； ρr -- 热水密度（kg/L ），ρr ＝0.9832； T -- 每日使用时间（h ）；24 K h -- 小时变化系数；3.2 r l r h rh C t t Q q ρ)(-= ≈605 (L/h) 式中: q rh -- 设计小时热水量（L/h ）； Q h -- 设计小时耗热量（KJ/h ）；144291.6 t l -- 设计热水温度，t l =65℃； t r -- 设计冷水温度，t r =7℃； 总计如下 设计小时热水量：605.00 (L/h) 设计小时耗热量：144291.6 (KJ/h) 直接系统集热器总面积可根据用户的每日用水量和用水温度确定，按下式计算：
有限元分析报告
南京理工大学 机械工程学院研究生研究型课程考试答卷 课程名称：计算机辅助工程（Computer Aided Engineering） 考试形式：□专题研究报告□论文√大作业(Project) □综合考试 学生姓名(name)：李日和学号(ID number)： 114101000072 评阅人： 时间：2015 年6 月16 日 iv
1.1背景及意义 随着科技水平的飞速发展以及工业生产的发展，对制造水平提出了更高的要求。航空航天事业的发展，对难加工材料的需求也是越来越大。特别是金刚石材料的应用，在这个超精密加工的时代有着无可替代的位置。中国是有色金属资源的大国，而金刚石工具在有色金属的加工应用中，也有着出色的适应性。在耐磨材料的加工中金刚石工具也起着举足轻重的作用。目前，实际生产中使用的金刚石成型砂轮一般采用单层电镀工艺来制作，镀层金属只是机械性地包埋金刚石磨粒，与镀层金属和基体之间并没有形成牢固的化学结合，因此镀层金属对磨粒的把持力小，当工作负荷较大时，砂轮工具容易由磨粒脱落或着镀层金属成片剥落而导致整体失效。如要增加磨粒与镀层金属的结合力，只有增加镀层金属的厚度，其结果是导致容屑空间和磨粒出露高度的减小，金刚石砂轮容易发生堵塞，砂轮的散热效果变差，由于温度上升工件表面容易发生烧伤。在单层钎焊超硬磨料砂轮时，在磨料、钎料与母材的界面上发生溶解、扩散、化合之类的相互作用，从本质上改善了磨料、钎料、基体三者之间的结合强度。用钎焊的方法制造的单层金刚石工具，因为钎焊合金与金刚石磨粒有着牢固的化学结合，金刚石露出的高度大，相比于电镀金刚石工具，这种金刚石工具具有磨削效率高、工具寿命长等特点。而且，目前钎焊多采用感应加热的方式。感应加热是一种非接触的加热方式，因此，在感应钎焊过程中不容易掺入其他杂质，影响钎焊效果；感应钎焊采用的是涡流进行加热的方式，因为在感应频率非常高，因此加热速度快，且能选择性地进行感应加热；感应加热是通过电磁感应，让工件自己加热，是由内向外的加热方式，效率高，能耗小；感应加热设备简单成本低，温度容易控制，因此，容易实现自动化加热。 2.1 问题描述与仿真目的 在进行感应钎焊金刚石砂轮时，温度均匀及温度控制是钎焊是否成功的重要条件。温度不均导致钎料分布不均；温度过高钎料流动性太强，无法定形，且有可能损害基体使基体失效；温度过低钎料与基体无法发生冶金反应。但是在感应钎焊加热过程中，温度的大小可以得到很好的控制，本次仿真不考虑该问题对感应钎焊的影响。由于在感应加热过程中存在着集肤效应、圆环效应和邻近效应，对不同表面的加热效果是不均匀的，这对焊接金刚石颗粒会造成致命的损害。通过仿真得出不同形状的感应线圈与加热条件对工件表面温度分布的影响，从而得到一组优化的实验参数，并通过实验进行验证仿真结果。
有限元分析在结构分析和计算机仿真中的应用
第20卷增刊重庆交通学院学报2001年11月VoI.20Sup.JOURNAL OF CHONGOING JIAOTONG UNIVERSITY NoV.， ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 2001文章编号：1001-716 （2001）S0-0124-03 有限元分析在结构分析和计算机仿真中的应用" 韩西，钟厉，李博 （重庆交通学院结构工程部级重点实验室，重庆400074） 摘要：简要论述了有限元分析方法在结构分析和计算机仿真的发展趋势和应用情况. 关键词：有限元分析；结构分析；计算机仿真 中图分类号：TU311.41文献标识码：B 自1943年数学家Courant第一次尝试应用定义在三角形区域上的分片连续函数的最小位能原理求解St.Venant扭转问题以来，许多数学家、物理学家和工程师由于各种原因都涉及过有限单元的概念.但由于即使一个小规模的工程问题，用有限元分析都将产生较大的计算工作量.直到1960年后，随着计算机技术的发展，有限元分析这门特别依赖数值计算的学科才真正进入了飞速发展阶段.到目前为止，有限元法已成为最强有力的数值分析方法之一，在固体力学、流体力学、机械工程、土木工程、电气工程等领域得到了广泛的应用.由于其所涉及问题和算法基本上全部来源于工程实际、应用于工程中，其解决工程实际问题的能力愈来愈强.由于计算机技术作为有限元分析的计算平台和应用支撑工具，故有限元分析成为CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）这一学科类的主要研究内容.与此同时，由于有限元分析所建模型具有和实际结构相对应的几何、材料、力学特性，对实际结构具有“真实”的模拟特性，和单纯的几何仿真有着本质的区别，所以可以称之为“真实的仿真”（ReaIity SimuIation），可以想象，其模型和计算的数据量将比单纯的几何仿真要大得多，当前，计算机并行多处理器技术正迅猛发展，如SGI OONU-MA体系使计算能力达到工程应用水平，极大地促进了有限元分析计算的发展［2］. 1现状与发展趋势 1.1现状 1956年，Tuner，CIough等人将刚架位移法推广应用于弹性力学平面问题，并用于分析飞机结构，这是现代有限元法第一次成功的尝试.他们第一次给出了用三角形单元求解平面应力问题的正确解答，其研究工作打开了利用计算机求解复杂平面问题的新局面.1963~1964年，BesseIing、MeIosh 和Jones等证明有限单元法是基于变分原理的Ritz 法的另一种形式，从而使Ritz分析的所有理论基础都适用于有限元法，确认了有限元法是处理连续介质问题的一种普遍方法. 几十年来，有限元法的应用已由弹性力学平面问题扩展到空间问题、板壳问题，由静力平衡问题扩展到稳定问题、动力问题和波动问题；分析的对象从弹性材料扩展到塑性、粘塑性和复合材料等；从固体力学扩展到流体力学、传热学等连续介质力学领域.在工程分析中的作用已从分析比较扩展到优化设计并和CAD（计算机辅助设计）结合越来越紧密. 有限元分析理论的逐步成熟主要经历了60年代的探索发展时期，70~80年代的独立发展专家应用时期和90年代与CAD相辅相成的共同发展、推广使用时期. 有限元分析作为一种强有力的数值分析方法，在结构分析和仿真计算中有着极大的应用价值.目前，结构仿真中的静力分析、动力分析、稳定性计 "收稿日期：2001-03-19 作者简介：韩西（1964-），男，重庆人，工学博士，副教授，主要从事振动工程、结构损伤识别、结构动力及计算机仿真分析研究.
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
ansys有限元计算
1.1 课程设计的意义、目的 1）ANSYS模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型），即结构的固有频率和振型，他们是承受动态载荷的重要参数，也可作为其他动力学分析的起点，是进行谱分析或模态叠加法普响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。模态分析在动力学分析过程中必不可少的一个步骤，在谱响应分析、瞬态动力学分析的分析过程中均要求先进行模态分析才能进行其他步骤。 2）根据课堂讲授内容，学生做相应的自主练习，消化课堂所讲解的内容；通过调试典型例题或习题积累调试ANSYS程序的经验；通过完成课程设计中中的编程题，逐渐培养学生的编程能力、用ANSYS解决实际问题的能力。 1.2课程设计研究的内容 求解外受两端压力带孔薄板的系统或局部的位移、应变、应力。 ANSYS详细设计步骤 1问题分析 如图所示，E=30e6,两端压力100，中心孔内线压分布力500向外。中心孔直径为5。板厚为1。
基于ANSYS分析的简要步骤 (1)启动ANSYS，进入ANSYS界面。 (2)定义工作文件名 GUI : Utility Menu > File > Change Jobname 单击Utility Menu菜单下File中的Change Jobname按钮，会弹出Change Jobname对话框， 输入有限元分析作为工作文件名，单击Ok。 (3)定义分析标题 GUI:Utility Menu > File > Change Title 在弹出的对话框中，输入cui作为分析标题，单击OK。 (4)重新显示 GUI: Utility Menu>Plot>Replot 单击该按钮后，所命名的分析标题和工作文件名会出现在ANSYS中。 (5)选择分析类型 在弹出的对话框中，选择分析类型，由于此例属于结构分析，故选择Structural 这一项，单击OK。 (6)定义单元类型 GUI:Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete 单击弹出对话框中的Add按钮，弹出单元库对话框，在材料的单元库中选择Plane82单元。即在左侧的窗口中选取Solid单元，在右侧选择8节点的82单元，然后单击OK。
(完整word版)有限元分析软件的比较
有限元分析软件的比较（购买必看）－转贴 随着现代科学技术的发展，人们正在不断建造更为快速的交通工具、更大规模的建筑物、更大跨度的桥梁、更大功率的发电机组和更为精密的机械设备。这一切都要求工程师在设计阶段就能精确地预测出产品和工程的技术性能，需要对结构的静、动力强度以及温度场、流场、电磁场和渗流等技术参数进行分析计算。例如分析计算高层建筑和大跨度桥梁在地震时所受到的影响，看看是否会发生破坏性事故；分析计算核反应堆的温度场，确定传热和冷却系统是否合理；分析涡轮机叶片内的流体动力学参数，以提高其运转效率。这些都可归结为求解物理问题的控制偏微分方程式，这些问题的解析计算往往是不现实的。近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析（FEA，Finite Element A nalysis）方法则为解决这些复杂的工程分析计算问题提供了有效的途径。在工程实践中，有限元分析软件与CAD系统的集成应用使设计水平发生了质的飞跃，主要表现在以下几个方面： 增加设计功能，减少设计成本； 缩短设计和分析的循环周期； 增加产品和工程的可靠性； 采用优化设计，降低材料的消耗或成本； 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题； 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费； 进行机械事故分析，查找事故原因。 在大力推广CAD技术的今天，从自行车到航天飞机，所有的设计制造都离不开有限元分析计算，FEA在工程设计和分析中将得到越来越广泛的重视。国际上早20世纪在50年代末、60年代初就投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。其中最为著名的是由美国国家宇航局（NASA）在1965年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的NASTRAN有限元分析系统。该系统发展至今已有几十个版本，是目前世界上规模最大、功能最强的有限元分析系统。从那时到现在，世界各地的研究机构和大学也发展了一批规模较小但使用灵活、价格较低的专用或通用有限元分析软件，主要有德国的ASKA、英国的PA FEC、法国的SYSTUS、美国的ABQUS、ADINA、ANSYS、BERSAFE、BOSOR、COSMOS、ELAS、MARC和STARDYNE等公司的产品。 以下对一些常用的软件进行一些比较分析： 1. LSTC公司的LS-DYNA系列软件
三维有限元方法-为一种新型的研究方法,是利用数学的形式概括事件的各种条件和性能
三维有限元方法-为一种新型的研究方法，是利用数学的形式概括事件的各种条件和性能 三维有限元方法-为一种新型的研究方法，是利用数学的形式概括事件的各种条件和性能，并进行重复分析计算的研究方法。有限元数值模型分析技术将现代数学、力学的基础理论与有限元分析技术、计算机图形学和优化技术相结合，具有丰富、完善的单元库、材料模型库和求解器，可利用数值模拟技术高效求解各类结构动力、静力和线性、非线性问题。将其应用于骨科领域，可以更好的进行各种骨科生物力学分析，对各种生物力学强度进行数值模拟分析，较精确地掌握各点的受力情况，了解内部应力应变的分布规律，获得应力应变分布图等，从而更好的指导临床治疗。 学术术语来源—— 锁骨中段骨折修复：重建钢板前置与上置的生物力学差异 文章亮点： 1 文章结果显示，不论怎样的载荷条件，骨折断端均会存在一定的应力。而且，前置位和上置位不同内固定方式对骨折端愈合的影响方面不存在明显差别，但在骨折断端应力和内固定应力方面，前置位均显著大于上置位。即提示，较之上置位，前置位固定具有更明显的应力集中效应。 2 临床对锁骨中段骨折进行修复的过程中，利用不同重建钢板位置进行内固定修复会产生不同的生物力学情况。其中，较之重建钢板上置内固定，前置内固定修复效果更佳，是一种较为可靠的治疗方法。 3 文章仅对不同重建钢板位置的内固定效果进行了分析研究，并未考虑到不同骨折类型力学特性以及不同钢板类型等因素的影响。并在研究过程中假设螺钉为圆形杆，因此最终的研究结果可能存在导致内固定装置最大等效应力下降的情况，计算精确度存在一定的误差。另外，文章中对所使用的各种生物材料的力学特性均进行了假设，与客观情况存在较大的差异。因此，文章还存在一定的不足之处，还需要在今后的研究中不断予以完善，以提高研究结果的准确性和可信性，更好的为临床治疗提供可参考的依据。 关键词：
财务指标计算与分析报告
财务指标计算及分析 A、偿债能力分析： 一、资产负债率 资产负债率（debt to assets ratio)是期末负债总额除以资产总额的百分比，也就是负债总额与资产总额的比例关系。资产负债率反映在总资产中有多大比例是通过借债来筹资的，也可以衡量企业在清算时保护债权人利益的程度。资产负债率这个指标反映债权人所提供的资本占全部资本的比例，也被称为举债经营比率。 资产负债率=总负债/总资产。 表示公司总资产中有多少是通过负债筹集的，该指标是评价公司负债水平的综合指标。同时也是一项衡量公司利用债权人资金进行经营活动能力的指标，也反映债权人发放贷款的安全程度。 如果资产负债比率达到100%或超过100%说明公司已经没有净资产或资不抵债！ 1、使用者 债权人：从债权人的立场看，他们最关心的是各种融资方式安全程度以及是否能按期收回本金和利息等。如果股东提供的资本与企业资产总额相比，只占较小的比例，则企业的风险主要由债权人负担，这对债权人来讲是不利的。因此，债权人希望资产负债率越低越好，企业偿债有保证，融给企业的资金不会有太大的风险。 投资者：从投资者的立场看，投资者所关心的是全部资本利润率是否超过借入资本的利率，即借入资金的利息率。假使全部资本利润率超过利息率，投资人所得到的利润就会加大，如果相反，运用全部资本利润率低于借入资金利息率，投资人所得到的利润就会减少，则对投资人不利。因为借入资本的多余的利息要用投资人所得的利润份额来弥补，因此在全部资本利润率高于借入资本利息的前
提下，投资人希望资产负债率越高越好，否则反之。 经营者：从经营者的立场看，如果举债数额很大，超出债权人的心理承受程度，企业就融不到资金。借入资金越大(当然不是盲目的借款)，越是显得企业活力充沛。因此，经营者希望资产负债率稍高些，通过举债经营，扩大生产规模，开拓市场，增强企业活力，获取较高的利润。 2、影响因素 （1）利润及净现金流量的分析 企业资产负债率的增长，首先要看企业当年实现的利润是否较上年同期有所增长，利润的增长幅度是否大于资产负债率的增长幅度。如果大于，则是给企业带来的是正面效益，这种正面效益使企业所有者权益变大，随着所有者权益的变大，资产负债率就会相应降低。其次要看企业净现金流入情况。当企业大量举债，实现较高利润时，就会有较多的现金流入，这说明企业在一定时间有一定的支付能力，能够偿债，保证债权人的权益，同时说明企业的经营活动是良性循环的。 （2）资产分析 流动资产分析：企业资产负债率的高低与流动资产所占总资产的比重、流动资产的结构以及流动资产的质量有着至关重要的联系。如果流动资产占企业总资产的比重较大，说明企业资金周转速度较快、变现能力强的流动性资金占据了主导位置，即使资产负债率较高也不十分可怕了。流动资产结构主要是指企业的货币资金、应收账款、应收账款、存货等资产占全部流动资产的比重。这些是企业流动资产中流动性最快、支付能力最强的资产。我们知道货币资金是即付资金，应收账款是随时回笼兑现的资金，存货是随着销售的实现而变现的资金，这些资产的多少直接影响着企业付现的能力。如果该比重大，说明企业流动资产结构比较合理，有足够的变现资产作保证。反之，则说明企业流动资产中待处理资产、待摊费用以及相对固化或费用化挂账资产居多，这些资产都是尚待企业自行消化的费用，不仅不能变现偿债，反而会耗用、侵蚀企业利润，这也是一个危险的信号。流动资产的质量，主要看企业应收账款中有无呆坏账，其比重有多大，存货中有无滞销商品、长期积压物资，企业是否计提了坏账准备、销价准备，所提坏账准备、销价准备是否足以弥补呆坏账损失、滞销商品损失和积压物资损失。
5.3 三维静磁场的有限元分析
5.3 三维静磁场的有限元分析 5.3.1 边值问题 以标量磁位m ?表示的无源区磁场的边值问题与电位的拉普拉斯边值问题的数学表达形式完全一样，可以如前节所述的有限元分析。在此，考虑有电流存在以矢量磁位A 作为待求变量的有限元分析。 设在线性媒质中，磁场满足的边界条件：边界1S 面上有0A A =，在边界S 2面上取某种形式的对称面作为第二类齐次边界，在该面上磁场强度H 的切向分量为零： ()0=???=?n m n e A e H γ，有如下边值问题： ()()??? ??∈=???∈=∈=????2 10 s s V n m m e A A A J A γγ 5.3.2 场域剖分与插值 对于求解场域V ，根据其形状和场的定性分布，选择合适的单元(例如四面体单元)，进行场域剖分，得到0Z 个单元、0N 个节点。在单元e 内，对位函数A 进行插值。若采用四面体单元： ∑ == 4 1 j j e j N A A ~ 式中e j N 是单元形状函数，分量形式 z j zj e j y j yj e j x j xj e j z z y y x x A N A N A N A A A e e e e ~ e ~e ~A ~??? ? ? ?+ ???? ? ?+ ???? ? ?=++=∑ ∑ ∑ ===4 1 4 1 4 1 以矩阵表示磁矢量位A 在单元节点上的各分量 [][] ()z y x l A A A A A T l l l l e l ,,==43 21 ),,(][][~4 1 z y x l A N A N A e l T e j lj e j l ===∑=
结构设计pkpm软件SATWE计算结果分析报告
学习笔记 PMCAD中--进入建筑模型与荷载输入： 板荷：点《楼面恒载》会有对话框出来，选上自动计算现浇楼板自重，然后在恒载和活载项输入数值即可，一般恒载要看楼面的做法，比如有抹灰，找平，瓷砖，吊顶什么的，在民用建筑中可以输2.0，活载就是查荷载规范。梁间荷载：PKPM中梁的自重是自己导入的，所以梁间荷载是指梁上有隔墙或者幕墙或者女儿墙之内在建模时不建的构建，把他们折算成均布荷载就行。比如，一根梁上有隔墙，墙厚200mm，层高3000mm，梁高500mm，如果隔墙自重为11KN/m3，那么恒载为11*（3000-500）*200+墙上抹灰的自重什么的即可。 结构设计pkpm软件SATWE计算结果分析 SATWE软件计算结果分析 一、位移比、层间位移比控制 规范条文： 新高规的4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。高规4.6.3条规定，高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层间之比（即最大层间位移角）Δu/h应满足以下要求： 结构休系Δu/h限值 框架 1/550 框架-剪力墙，框架-核心筒 1/800 筒中筒，剪力墙 1/1000 框支层 1/1000 名词释义： （1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。 （2）层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。 其中： 最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。 平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。 层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。 最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。 平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。 控制目的: 高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点：