角支座建模及强度分析设计55493662.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流角支座建模及强度分析设计55493662.精品文档.本科毕业设计（论文）题 目 角支座建模及强度分析 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它目录中文摘要英文摘要前言第一章 绪 论1.1 课题研究的背景及意义 1.2 PROE和ANSYS软件简介1.3 本设计的主要目标及内容第二章有限元分析2.1 有限元法简介2.1.1 有限元法的基本思想2.1.2 有限元法的特点2.2 ANSYS的发展及现状2.3 ANSYS分析的基本过程第三章 角支座的有限元问题分析3.1角支座结构特点3.2角支座几何尺寸的设定3.3材料选定3.4适用场合第四章 PROE软件角支座的三维建模4.1 PROE建模的思路和过程4.2 ANSYS的导入和分析4.3 网格划分4.4 加载荷第五章 角支座的有限元结构强度计算分析5.1 软件计算和内容5.2 查看von Mises等效应力5.3 查看接触应力5.4 接触应力集中点分析结论致谢参考文献角支座建模及强度分析摘 要角支座是机械工程中的经常使用的支撑类结构，有固定角支座、可动角支座、双向滑动角支座、抗震角支座等等各种类型。角支座广泛使用于各种建筑,是人类建筑活动中必不可少的零件,有不可替代的作用。角支座在工作过程中承受较大的弯曲载荷作用，是拉弯复合变形典型零件，要求其具有足够的强度和刚度要求，才能满足使用要求。该课题角支座的应力分布规律，课题具有使用价值,是对角支座的强度进行深刻的研究和分析,对支座进行了受拉、受剪和受压力学性能参数分析和经济性比较,找出了主要影响因素、影响规律和影响大小。对影响支座纯弹性设计的接触问题和应力集中问题进行了分析,研究了影响接触应力大小的主要因素，提出了减小应力集中的构造措施,并对规程中部分条文进行了探讨，提出了补充建议。但是进行角支座的建模及强度分析需要使用PROE和ANSYS这两个软件的帮助，我这次设计使用的是PROE5.0版本和ANSYS13.0的版本，PROE有网上教学和汉化版，较容易上手。但是ANSYS13.0的版本因为软件较新且功能庞大，还未有汉化版本和网上教学，所以学习和使用ANSYS具有比较大的难度，需要在指导教师的指导和帮助下才能完成有限元的分析。关键字：角支座；强度分析；载荷；受力分析Angle support modeling and strength analysisAbstractAngle of bearing support class structure is frequently used in mechanical engineering, with a fixed Angle of bearings, movable Angle bearings, two-way Angle of sliding bearing, seismic Angle of bearing, and so on all kinds of types. Angle of bearing is widely used in all kinds of buildings, are essential parts of human construction activities, has an irreplaceable role. Angle of bearing in the process of work under bending load, is a typical parts, bent compound deformation demands it has sufficient strength and rigidity, can satisfy the use requirement. Angle of the subject bearing stress distribution, subject has the use value, is the strength of the diagonal bearing on profound research and analysis of support for the tensile, shear and compressive mechanical properties parameter analysis and economical comparison, find out the main influence factors, and the size of the effect and influence. Affecting the bearing contact and stress concentration problems of pure elastic design are analyzed, and studied the main factors influencing the size of the contact stress, reduce the stress concentration of structural measures are put forward, and the procedures of some clauses are discussed in this paper, the supplementary Suggestions are put forward. Angle support modeling and strength analysis but you need to use the help of the two PROE and ANSYS software, this design USES the PROE5.0 version and ANSYS13.0 version, PROE online teaching and localization version, is easier to get started. But ANSYS13.0 version because software is relatively new and huge function, also no localization version and the online teaching, so the difficulty of learning and using ANSYS is larger, the guidance of teachers and help to complete finite element analysis.Key words: Angle support; Strength analysis; Load; Stress analysis 前 言角支座的建模及强度分析充分体现了现代CAD/CAM技术的快速发展和高超的应用，CAD/CAM技术即计算机辅助设计制造与计算机辅助制造技术。它是一项利用计算机技术为主要手段，通过生成和利用各种数字信息和图形信息，帮助人们完成产品设计与制造的技术。CAD/CAM技术的发展和应用水平已成为衡量一个国家科技现代化和工业化水平的重要标志之一。角支座的建模及强度分析主要研究角支座材料、几何形状与受力之间的关系，以便能够设计出性能更好、承受载荷能力更大的产品。找出了主要影响因素、影响规律和影响大小。分析了上支座球饼厚度、下支座顶板厚度、材料屈服强度等参数对支座受压、受剪和受拉时力学性能、经济性以及等强设计的影响。本课题主要在PROE软件中进行三维建模，然后将角支座的三维模型导入ANSYS软件中，进行有限元的分析计算，利用ANSYS软件的分析做出角支座各部位受力的位移图、应力图和应变图。根据角支座受力的各种受力图来设计能够承载更大的力的产品，选择更合适的材料或产品形状等等，使设计出的产品能够承受更大的载荷，质量和性能更强。现代角支座的发展和应用虽然已经达到相当高的水平，但因为角支座需要承受较大的弯曲载荷作用，要求具有很高的刚度和强度，但是受限于材料的限制，角支座的发展也已达到一个瓶颈。如果有强度和刚度更高的材料就可能制造出能够承受更大弯曲载荷的角支座，就可以更加简便工程建造的过程和减少工程造价的费用。制造业是一个国家的基础，只有将基础建造的坚实牢固，才能堆砌更高更强的未来。1绪论1.1课题研究的背景及意义角支座的建模及强度分析实在PROE的品台上建立三维模型，然后件三维模型导入ANSYS软件之中进行强度分析和研究。首先建立三维模型是使用PROE5.0版本的软件，打开零件设计界面，首先选定一个平面，再次平面上建立基础的拉几何图案即一个长方形长200cm宽100cm。确定后选中长方形拉伸40cm，然后继续在此平面上作图，画出一个直径30cm的圆形并阵列出其他5个。要求这6个圆形在长方形的下半部每边3个并平行，完成作图后确定选择移除材料。继续在此平面作图并选择长方形的上半部建立一个宽40cm的相同长度的长方形并拉伸160cm，在拉伸的长方形挖同样的6个螺孔。之后再零件中做出支撑块，即完成角支座三维模型的建立。完成角支座的三维模型的建立后，打开ANSYS软件建立和PROE软件的传输接口，将PROE做出的三维模型保存为igs格式即可将三维模型导入ANSYS软件中进行强度分析，而不会使三维模型在导入的过程中丢失特征导致导入失败而不得不重新建立三维模型。将完成的角支座三维模型导入ANSYS软件中进行强度分析，将角支座的一边固定开始分析角支座的强度。由于支座上半部要承受力，在支座所承受的各种载荷中，竖向压力往往期控制作用，通过上支座高度、上支座厚度、下支座厚度等参数的分析实验，压力性能以及经济性的影响分析，发现所建模型能够较好的模拟角支座受压力学的结果和性能，得出有限元分析的结果和实验结果吻合较好。而且角支座下支座、下支座高度和下支座厚度以及材料屈的服强度对角支座的压力学结果和性能影响较大。随着上述参数的取值增加，支座的承载力和后期刚度均有所增大。上支座高度对支座性价比影响最大，下支座、下支座高度和下支座厚度对支座性价比影响较小。动载分析分析可以在动载荷作用下支座的应力和应变随载荷的变化做出分析，这个分析实验可以在角支座运用于桥梁建筑时对角支座的抗震做出分析，在动载荷的作用下，分析研究结构的动态响应，主要关心在所施加的载荷谱上支座各主要部件的应变随时间变化。利用ANSYS软件对角支座进行受力分析和材料变形分析可以，观察受力表即可生动的看出角支座各个部位受力的大小，颜色较深的部位即为受力较大的地方。角支座的上半部是承受压力最大的部位，也是最开始变形的地方，而在继续受力后角支座的支撑件受力开始猛然增大，随时间的变化，角支座支撑件部位受力的压力表颜色开始迅速加深，只持续施加压力后，角支座的上半部开始形变崩溃。而角支座的固定部位却一直承受着稳定的力的作用，随时间的变化，受力变化较为平缓。角支座在完成分析后分模建网可以更加直观的看出角支座各处受力的情况和材料的受力变化。角支座是机械工程中的经常使用的支撑类结构，有固定角支座、可动角支座、双向滑动角支座、抗震角支座等等各种类型。角支座广泛使用于各种建筑,是人类建筑活动中必不可少的零件,有不可替代的作用。角支座在工作过程中承受较大的弯曲载荷作用，是拉弯复合变形典型零件，要求其具有足够的强度和刚度要求，才能满足使用要求。该课题角支座的应力分布规律，课题具有使用价值,是对角支座的强度进行深刻的研究和分析,对支座进行了受拉、受剪和受压力学性能参数分析和经济性比较,找出了主要影响因素、影响规律和影响大小。也对可能影响支座设计的问题和角支座应力集中方面进行了分析，研究了决定接触应力大小、应变大小和位移的主要因素，研究了减小应力集中、应变和位移的具体构造和措施，并对角支座的具体设计进行了探讨，研究和提出具体的建议。但是进行角支座的建模及强度分析需要使用PROE和ANSYS这两个软件的帮助，我这次设计使用的是PROE5.0版本和ANSYS13.0的版本，PROE有网上教学和汉化版，较容易上手。但是ANSYS13.0的版本因为软件较新且功能庞大，还未有汉化版本和网上教学，所以学习和使用ANSYS具有比较大的难度，需要在指导教师的指导和帮助下才能完成有限元的分析。1.2 PROE和ANSYS软件的简介1.2.1 PROE软件的简介 Pro/Engineer是美国PTC公司的最受欢迎的产品。自1988年问世以来，大约有20余次的改版，已被全世界及中国地区推举为最受欢迎的3DCAD/CAM系统的非常标准的软件，这个软件十分广泛的被应用于机械、磨具、军事、电子、工业设计、玩具、家电、汽车、航天航空等各行各业。 Pro/E是一款十分全面的3D产品开发软件，它与软件Pro/MECHANICA（功能仿真）、Pro/DESINGER（造型设计），集合了钣金件的设计、逆向的工程、零件的设计、产品的装配、铸造件的设计、模具的开发、工业的加工制造和设计、机构的分析、有限元的分析、自动方面的测量、产品数据库管理等功能，从而使用户缩短了产品开发的时间和简化了开发的难度和流程；国际上有27000多企业采用了PRO/ENGINEER软件系统，作为企业的标准软件进行产品设计。Pro/E独树一帜的软件功能直接影响了我们工作中的设计、制造方法。与其他同类三维软件CATIA、MDT、UG相比，Proe/ENGINEER软件的特异在于以下的几点：（1）相连的特征方面可以通过绘制不同的部件、绘制及组装等方式，可利用Proe/ENGINEER来印证设计的三维模型。因为ANSYS软件的各个功能是可以互相影响的，假如装备过程中的任意一个零件产生变化，软件就能够奖池变化在其余的部件和图绘上将其反应出来。（2）根据独特的（Feature-Based）Pro/ENGINEER软件是一个三维实体的模型建模工具，他能够利用特征模型来建造单独特别的单元。软件构建的单元特征是根据设计者的全部的设计过程和装配。如果想要在修改三维实体模型的时候具有更大的尺度，以最简便的特征但原来构建三维实体模型是最好的办法。（3）构造曲面（surface）也就是复杂曲面的设计大致有三种方法：1）以外部的点的集合来生成三维曲线，然后再使用Pro/E中surface的功能来构建曲面。2）输入设计出的三维实体模型让软件中的Pro/desinger（造型设计）功能来产生曲面。3）以 SET、IGES、Neutral 、DA等格式，使用软件的import（输入）功能，导入由其他软件或是三维测量仪生成的三维实体模型来构建曲面。（4）根据已经构建好的三维实体模型在装配图上建造三维实体，也能够在装配（component）的过程中利用其特征如平面，曲面或轴线等为标准，来生成（Create）新的三维实体模型。用这种方法构建的三维实体模型，可以在软件按照设定来直接生成三维实体模型在，十分的方便装配。（5）Pro/ENGINEER软件的参数化（Parametric）功能是一种集成关联的系统，及其中的任意一个参叔的修改就会导致其它参数的变化，也就是参数之间具有相互联系的特点。也是就说其中的一个参数关联其它的参数时，这两个参数之间就会产生相互关联的变化。 Pro/ENGINEER软件在设计之初必须要先考明白这次设计的具体的流程和步骤，之后才能在开发设计的过程中采用选定的设计的外部形状。（1）根据设计的最鲜明的特点来构建设计的特征的曲面，并根据设计的具体的结构将设计分成几个单元，完成之后在绘制设计的外体框架，并注意一定要使用软件能够明白的构造技巧。完成这些准备部分后，可以使用分模的办法来将整个设计分为三个步骤，需要注意保持按键的形状和装配的位置，使他们能够同设计的主体的曲面部分能够装配上。这些要求了设计必须要有步骤和具体的前后顺序。（2）可以使用不同的构建三维实体模型的办法来构建设计的框架模型，但这些方法一定要符合软件的建模要求，不能异想天开脱离实际。不管是多繁琐的三维实体模型，它都是由一个一个最简单的的几何特征来构建的，所以我们设计者一定要时刻牢记从简便到繁琐，从容易到困难的设计思路。（3）在软件中可以打开surface菜单，从中选这个中选项如trim（修剪曲面）、extend（延伸曲面）、join（连接曲面）、merge（融合曲面）、intersect（相交曲面）等等选项来修改曲面，这些都有利于完成三维实体模型的简单设计。（4）在设计之初必须确认曲面是不是与设计要求的相符，所以必须要检查曲率变化的持续性及曲面的光滑度等。通过light（灯光设置）、visibility（可见度）、transparency（透明度）等手段，可以对设计出的曲面来选择染色或者是shading等处置，这样的处理可以得到很高的清晰度的面来作为曲面是否光滑的依据。设计者也能够选择Analysis-Surface analysis选项，来对曲面的最大曲率半径、高斯曲率（Gauss curvature）、最小曲率半径等数据来是要测试，也能够直接根据彩色图象的颜色变化、曲率图表等，更加清晰的得出曲面是否光滑。而且曲面的外观或质量与设计的要求不一样，也能够变阿虎曲面的参数，一尺来得到与设计相符的曲面。对设计者来说通过改变特征来改变曲面的方法是必备的素质，而Pro/ENGINEER软件的特征化的参数特点也鼓励设计者使用这种方法。（5）在设计中产品的边和面的的圆角特征是个难点，往往只在最后的设计来完善它，因为在建模之初边面的相互关联的关系使得改变其中的任意一个参数，都会有很大的可能改变整个设计从而导致整个设计的失败，所以这方面的设计也是整体设计中的重中之重。而且Pro/ENGINEER软件具有绘制单一的半径、变化半径的圆角或者是单边及多边的等各种全面的圆角的功能，Pro/ENGINEER有一个独特的功能就是如果设计者想要改变圆顺部位的外观的视觉变化，就能够利用改变圆角的形势、圆角的相交面等方法来改变。如果设计者能够按照先凹后凸、先大后小的设计步骤，生成倒圆角就相对其他的方法来说会简便得多，此外，改变边界曲面、使用特征结合和变化圆角的顺序也会有利于设计。Pro/ENGINEER软件有两种不同的方法提供给使用者来构造三维实体模型外观的壁厚：（1）基于设计的三维实体的内部构造来增加特别单元，例切除（Cut）、加强筋（Rib）、孔（Hole）、如填料（Protrusion）等等，采用偏移曲面片使设计构造出相同的壁厚，是三维实体模型一点一点的完善，对曲面的外观设计来说十分有利。（2）通过软件的抽壳选项来构造相同或不同的壁厚十分有利于实心体的外观的设计。Pro/ENGINEER软件有一个特别的功能能够测试产品设计的构造和进行现实模拟，也叫做定义机构和机构的仿真运动，而Pro/ENGINEER软件的这个特别的自带的功能叫做动态仿真模块，依靠这个特别的功能模块设计者可以模拟设计产品的使用过程，软件能够直接的将产品设计在模拟中显现的问题后有问题的零部件指出，反馈给设计者是得设计者能够快速直接的修改设计减少错误，提高设计的效率，而零部件的物理特点和干涉问题就能依靠Pro/ENGINEER软件的这个特别的功能模块来解决。软件在产品开发后期的应用（1）Pro/ENGINEER软件的使用者还可以借助软件的渲染功能生成的非常清晰的照片来与其他设计进行对照。现代的Pro/ENGINEER软件已经升级为全3D的模式，解决了以前因技术方面的不成熟而存在的大量的CAD/CAM的外框三维模型和线圈。设计者声称的高清晰的装配图、零件图还能够作用在市场销售、设计检验、演示等各种用途。用户使用软件的急速三维实体模型技术，能够极大的提高设计产品的周期，对提高产品的设计速度和质量有很大的帮助。这些功能使得设计更加简便，理论思路更加的被人容易的接受，设计的产品也更加完成整，使得设计主题也更加的清晰。随着Pro/ENGINEER软件的与时俱进、完善自身，越来越多的理想被实现，越来越多的问题被非常轻易的解决。Pro/ENGINEER的作用将更多地体现为生产力水平的极大提高。（2）因为在Pro/ENGINEER软件绘制的三维实体模型可以与工程图实现相互的影响，所以如果对三维实体模型进行修改时，设计者所修改的内容和变化都会同时显现在其他相关联的图纸上，这个功能大大的节约了人工维护和管理大量图纸的时间，而在设计者也可以随时生成和保存其用来根据三维实体建模的设计步骤而生成的图纸。 1.2.2 ANSYS软件的简介ANSYS是一种应用面很广泛的分析工程和商业的高技术软件。能够根据设计的机械构造系统在承受载荷（位移、温度、应力）的结果，而反应这个系统当前的状态是否是正确的反应状态的软件，即为系统分析软件。大部分的机械构造系统的模拟分析失败的原因就是其受力太多、组成太复杂所造成的。这就是的是记者使用数值模拟，简化其构造的方法去解决。现在世界上先进的应用于设计的有限元应用程序几近千种，其中最有名的事: NASTRAN、ASKA、SAP、 ANSYS等。他们大多是 FORTRAN语言编写，数量有好几万条甚至几十万条语句，他们的应用面也越来越广，不仅包含多种程序下的有限元分析程序，而且带有功能强大的前、后处理程序。以 ANSYS软件为代表的工程数值模拟软件，已经是世界上现代工程学的必不可少的助力，它能够有效的结合计算机图形学、现代优化技术和三维实体的有限元分析，能够时刻更新计算机方面的最新发展和计算技术。设计的三维实体单元的有限元分析用ANSYS 软件分析。软件的功能强大，能够分热、流体、声学等等各个科学方面的问题，对铁路、海洋、石油化工、航空航天技术、机械设计制造、能源、交通、军事技术、电子技术、土木工程、生物医学、核电等技术的发展创新有重大的作用。ANSYS软件，对提高设计效率和减少设计成本也十分有用。ANSYS软件不管是分析基本的线性性静态还是高级的非线性动态，都能够给使用者满意的答复，软件还能够对设计的产品进行评价分析和优化。其软件的应用面广泛，分析功能强大，很受各行各业的设计者们的喜爱。ANSYS软件的分析功能分为：1结构非线性分析2流体动态分析3结构屈曲分析4结构动力分析5结构静力分析6热力学分析7压电分析8声场分析9电磁场分析论文需要的软件分析功能应力、位移和结构分析。1.3 设计的主要目标及内容目前角支座的发展已经十分细致和庞大，各种角支座的类型用途和性能等都已经十分发达，其中最具代表性的就是大吨位铸钢万向绞支座。随着铸造工艺的提高,铸钢节点以其实用性和受力性越来越受到工程界的关注。现代关于这方面的研究还非常的不统一不够系统，针对性都比较强也很不深入。国家关于这项研究的技术规定和制度也是刚刚才颁布，还十分的不成熟，国家规定中也只是要求对除空心球的节点进行有限元的分析和计算，为了保证安全要求必要时对节点实施足尺实验。由于工程中的节点形式多种多样，这就给工程应用带来了很大的不便，同时也增加了工程的造价和设计的时间费用等等。铸钢支座节点是铸钢节点中的一种，而其中，铸钢万象角支座及诶单由于具有能够释放温度应力并能改善下部构件受力的优点而具有广阔的应用前景和发展价值。目前已有的铸钢万象角支座通常抗拉和抗剪承载能力较小，就比如在坦桑尼亚体育馆工程中采用的铸钢万象角支座。而在实际工程中提出了对超大抗拉和抗剪承载能力万向角支座的需求。目前国内最大吨位的新型铸钢万象角支座采用符合德国DIN17182标准的GS20Mn5经调质处理可焊接高韧性的铸钢材料铸造而成，它有上支座高度减小，支座承载能力和刚度提高，有助于实现高度减小、弱构件；较小上制作的高度有助于减小铸钢材料的用量，节省造价的优点，可以广泛的应用于各种建筑之中，具有十分远大的发展前景和使用价值，是角支座的典型代表，体现了角支座发展的最高水品及成果。现代角支座的发展和应用虽然已经达到相当高的水平，但因为角支座需要承受较大的弯曲载荷作用，要求具有很高的刚度和强度，但是受限于材料的限制，角支座的发展也已达到一个瓶颈。如果有强度和刚度更高的材料就可能制造出能够承受更大弯曲载荷的角支座，就可以更加简便工程建造的过程和减少工程造价的费用。所以科学的发展是相互相关相依相偎的，单纯的某一方面的科学的领先并不能很有效的转化为生产力来为人们服务。角支座的建模及强度分析就是为了以现有的材料为基础，来设计出能够最大化承载弯曲载荷的角支座，是材料能够最大化实现价值和最优的服务于工程建筑。角支座的建模及强度分析最重要的研究就是设计出现阶段性能最好价值最高的产品，但是决定角支座的强度和刚度最终因素还是材料的问题，当代的科学技术发展很多都局限于没有足够的符合要求的材料而无疾而终，所以开发新型的具有更高强度和硬度的材料才是当务之急。由于对ANSYS软件的不精通，这次文献综述并未得到令人满意的角支座应力网格和图案，使得对角支座的强度分析闲的非常散乱，数据也十分的不健全。但是以现有的材料对角制作进行分析已经没有太大的作用和科学价值，只能当做初步的科学实验。只有等待具有更大强度和硬度的新型材料的问世才能研究设计出，性能更好价值更高的角支座产品。角支座虽小却也是用途很广泛的零件之一，能够运用于桥梁、房屋以及各种工程机械或大型机械等等。角支座具有远大的发展和研究前景，可以深入的进行研究和探索。2 有限元分析2.1有限元法简介2.1.1 有限元法的基本思想 计算机的发展和广泛应用，大大提高了产品开发、设计、分析和制造的效率和产品的性能。计算机辅助设计（Computer-aided Design，CAD）、计算机辅助工程（Computer-aided Engineering，CAE）、计算机辅助制造（Computer-aided Manufacturing，CAM）即为计算机辅助人类进行工程设计制造的三大分类，二有限元法是计算机辅助工程CAE中的一种。另外，还有边界元法（Boundary Element Method，BEM），有限差分法（Finite Difference Method，FDM）等。有限元法应用领域最广。最早在1943英国的数学家Conrant以应用数学的角度提出了有限元法的观点，他在求解求解St.Venant扭转问题上首先尝试结合使用定义在三角形区域中的连续函数以及最小位能原理。此后虽然很多的物理学家、建筑工程师、机械工程师和数学家都对有限元法进行过深入的研究，但是直到1960年才借助于电子数值计算机的出现、发展和大量的使用，才使得有限单元法的完善和发展有了快速的发展，初步的完善了有限元法的理论。在这之后科学界大量的利用加权余量的方法来定义三维实体单元的特征和构建有限元的解法方程，已知问题的微分方程和边界条件、但是变分的泛函数没有找到或不存在的问题也得已解决，这种方法的出现使得单元法的适用范围大大的扩大了。有限元法的基本思想是通过节点或单元描述，把复杂的结构合理的化分为可以计算的微小的单元，通过有限元的组合求出由单元描述的结构整体行为，这其实就像古代人们把圆周简化为由有限个直线组成的多边形。在物理或工程方面的数字模型（基本方程、基本变量、边界条件和求解域等）创建完成后，这种方法的基本思想大致有一下三点：（3）如果想要构建位置余量的代数方程组或常微分方程组，可以使用与之前的数字模型一样的插值函数或变分原理。（1）可以离散一个被定义为结构或连续体的求解域为几个子域，通过这个结构火链预提的边界上的各个节点来结合成为一个整体。（2）用每个单元内所设的近似函数来分片表示全求解域内待求解的未知场变量，而每个单元内的近似函数由未知函数在单元各个节点上的数值和与其对应的插值函数来表示。2.1.2 有限元法的特点有限元分析法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。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 Analysis）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： (1)增加设计功能，减少设计成本； (2)缩短设计和分析的循环周期； (3)增加产品和工程的可靠性； (4)采用优化设计，降低材料的消耗或成本； (5)在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题； (6)模拟各种试验方案，减少试验时间和经费； (7)进行机械事故分析，查找事故原因。2.1.3 有限元法的概念和原理有限元法的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件)，从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用，例如用多边形（有限个直线单元）逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。对于不同物理性质和数学模型的问题，有限元求解法的基本步骤是相同的，只是具体公式推导和运算求解不同。有限元求解问题的基本步骤通常为： 问题及求解域定义：根据实际问题近似确定求解域的物理性质和几何区域。 求解域离散化：将求解域近似为具有不同有限大小和形状且彼此相连的有限个单元组成的离散域，习惯上称为有限元网络划分。显然单元越小（网络越细）则离散域的近似程度越好，计算结果也越精确，但计算量及误差都将增大，因此求解域的离散化是有限元法的核心技术之一。 确定状态变量及控制方法：一个具体的物理问题通常可以用一组包含问题状态变量边界条件的微分方程式表示，为适合有限元求解，通常将微分方程化为等价的泛函形式。 单元推导：对单元构造一个适合的近似解，即推导有限单元的列式，其中包括选择合理的单元坐标系，建立单元试函数，以某种方法