《毕业设计（论文）开题报告工程网架结构参数化建模和动力特性分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）开题报告工程网架结构参数化建模和动力特性分析.doc（9页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、徐 州 师 范 大 学毕业设计（论文）开题报告及工作实施计划院 系机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化年级 、 班级 03机制44班姓 名 指 导 教 师 开题报告日期 2007年4月10日 徐州师范大学教务处印制填 表 须 知1、开题报告由学生本人领取后，在指导教师的指导下填写此表；2、工作实施计划应由指导教师填写；3、本表一式三份，一份交院（系）教务部门，一份由教研室保存，一份装订到毕业设计（论文）资料袋中。一、毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目工程网架结构参数化建模和动力特性分析 研 究 方 向有限元分析、CAE课 题 来 源国家部委省市厂矿自选备注课 题 类 型理论研究应
2、用研究工程技术跨学科研 究其他一、课题综述及研究意义网架结构是一种高次超静定的空间结构，在国内外大跨度建筑中得到了广泛的应用。对于工程实际来讲，结构设计方案应当是经济合理的，因此只有采用优化设计方法才能较好地适应这方面的要求。而近年来网架结构倒塌事故的发生，使得人们对网架结构非线性行为的研究产生了浓厚的兴趣。由于它们的倒塌是突然发生的，因此在破坏前无明显预兆。空间网架的这种“脆性行为”已由一些实验结果和理论分析所证实。因此要想全面地描述网架结构的性能，以使结构设计具有足够的可靠性，必须分析网架结构的极限行为,从而达到在优化设计的基础上提高结构安全度的目的。这对于实际工程来说具有非常重要的意义。
3、 在工程网架的设计过程中将优化结果进行极限分析就可以得到结构的极限承载力，而在极限分析的基础上增大一些杆件的面积，则可以提高结构的极限承载力;但从极限设计的角度来说，按线弹性理论所进行的结构优化设计并不是一个最好的结果，结构尚具有很大的承载潜力。因此可以将结构优化设计、地震响应分析和极限分析相结合并使截面调整过程自动化来对整个动力特性进行分析。目前可以用多种方法对建筑结构动力特性参数进行反演，包括理论方法、实验方法，理论和实验相合的方法以及计算机仿真。通过本课题的研究，试图建立一种参数化的有限元模型，并以减轻重量，降低成本为优化目标，对网架结构进行有限元优化设计，在此基础上，通过模态分析，找出
4、这种类型的空间网架的固有频率和模态振型，以便在设计和改进时使网架的固有频率避开其使用过程中的外部激励频率。我国对网架的研究上也取得了一定的研究成果，如三角锥网架的压杆稳定性能试验研究等。但对建立网架的参数化有限元模型等研究，现有文献记录较少。因此，本课题的研究有一定的前沿性。且与生产实践密切相关，有较好的应用前景。本课题来自网架施工单位，在保证安全的前提下，提高设计效率，降低成本是现代企业的目标。目前，空间网架的发展主要动向是实现最优化（采用计算机辅助设计）、轻量化、通用化、系列化；国外空间网架的设计施工和发展迅速，技术水平不断提高。而国内很多单位仍沿用传通的设计方法，周期长，设计效率低。如采
5、用有限元分析和优化设计，可减去测试过程，大大缩短设计周期，提高设计效率，降低成本。因此本课题的研究对工程实践有着十分重要的意义。二、课题拟采取的研究方法和技术路线课题拟采用有限元法对体育馆网架进行静、动力特性分析，以找出杆件内力分布、变形规律、固有频率及在地震作用下的位移响应。对验证原设计和指导设计修改有重大的意义。本课题已做了一定的前期准备工作，如图纸资料的收集，ANSYS软件使用等有关资料等都基本上齐全。对研究工作中，对可能会出现的问题，可通过外出查资料，到其他科研院所、工矿企业调研等方式加以解决。课题采用的技术路线是：收集资料，进行理论及方法研究，熟悉有关软件的操作包括网架结构的组成特点
6、，有限元理论的基本概念，所用AYSYS软件及编程语言的操作使用。建立参数化的有限元模型APDL语言的应用、载荷类型及边界条件的确定、单元类型的选择、APDL程序编制与调试等。通过静力特性分析，以找出杆件内力分布、变形规律以及在某支点支承不良的情况下，分析杆件受力的变化。模态分析以确定网架的固有频率和模态振型。通过随机振动分析，确定网架在地震波作用下，危险点的响应频率。三、主要参考文献1、韩西，钟厉，有限元分析在结构分析和计算机仿真中的应用，重庆交通学院学报，2001年11月，第20卷（增刊）第三期，1241272、孙涛，肖汉宁，有限元法在建筑卫生陶瓷生产中的应用，陶瓷科学与艺术，2006，5-
7、6， 11153、方鹏，江进国，有限元法及CAE技述在钻柱研究中的应用，装备制造技术，2006年,第5期，39404、李建设，顾耀东,有限元法在运动生物力学研究中的应用进展,体育利学,2006年,第26卷第7期,28315、杨锋，网架结构在高层建筑宝顶设计中的应用，山西建筑，2007年1月,第33卷第3期，45466、邢海东，郝际平，徐国彬，索托网架结构在干煤棚工程中的应用，湖南人学学报(自然科学版)，2007年2月,第34卷第2期,2932 7、董石麟，我国大跨度空间钢结构的发展与展望，空间结构，2000,6(2):3138、罗尧治，吴玄成，沈雁彬等，干煤棚网壳结构使用现状与缺陷分析，工业建
8、筑2005.35(5):8891 9、黄炳生，吕志涛，黄林等，斜拉空间网格结构在我国的研究和应用J，南京建筑工程学院学报，2000，53(2):596310、章巧芳，毕向秋，三维接触有限元分析在产品设计中的应用，机械设计，2007年3月，第24卷第3期，293311、谢世坤，赵孝养，程从山，何圣方，郑慧玲，板料成形有限元分析的发展综述，井岗山学院学报(自然科学)，2006年4月，第27卷第4期，485212、廖英强，苏建河，柯善良， ANSYS在复合材料仿真分析中的应用，玻璃纤维，2006年，第4期，212613、张文福，刘迎春，计静，刘文洋，正交正放类网架结构地震作用下的有限元分析，大庆石油
9、学院学报，2004年6月，第28卷第3期，636614、张文福，张百龙，网架结构设计M，哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，1994，12315115、刘文洋，网架结构模拟夹层板法与有限元法的研究D，大庆:大庆石油学院，2003，1733.16、马令勇，刘文洋，正放四角锥网架屋盖的固有振动分析，东北林业人学学报，2005年7月，第33卷第4期，596117、李海旺，刘超，三层网架撞击实验模型的计算模拟，科学之友，2005年9-10月，B ，212418、郭德全，彭建成，洛阳师范学院体育馆网架结构设计分析，山西建筑，2006年6月，第32卷第10期，495019、纪卫红，宋玉普，梁冰，宋元成，利用AN
10、SYS进行网架结构损伤诊断的数值模拟研究 武汉理工大学学报，2006年4月，第30卷第2期，28528820、李功宇，郑华文，损伤结构的曲率模态分析振动，测试与诊断，2002,22(2)，136-15121、APDL参数化有限元分析技术及其应用实例，北京：中国水利水电出版社，200422、胡勇，黄正荣，基于ANSYS的网架优化设计，山西建筑，2006年4月，第32卷第7期，868723、周礼贤，陈南，李普，谢鸣惠，贾东生，大型空间网架结构整体及局部细化动态分析，精密制造与自动化，2004年第1期（总第157期），283224、卫军，徐明鸣，张华，大跨网架屋盖结构风振响应的模拟分析，武汉理工大学
11、学报，2006年7月，第28卷第7期，677025、苏学军，陈松，ANSYS在网架结构地震反应分析中的应用，科技创业月刊，2006年第4期，19519626、ANSYS动力学分析指南瞬态动力学分析，美国ANSYS公司北京办事处，1998年9月27、Lannuzzi A ,Spinelli P. Artificial Wind Generation and Structural Response J . J of Structural En gineering ASCE,1987 ,113(12) :78282.28、Seidel J.P.and Cannon J.G., Integrity t
12、esting of concrete-filled steel tube piles, Proc. of the Fifth Int.Conference on the Application of Stress-Wave Theory to Piles,Orlando,1996.29、Liu S.A. et al., Distinguish rock-socketed status of pile toe by low strain testing, Proc, of the Fifth Int.Conference on the Application of Stress-Wave The
13、ory to Piles,Orlando,1996.30、Toki.k., Sato.T, Identification of Structural Parameter and Input ground Motion from Response Time History. J. of Stru. Eng. 6(2). 413421.,1989.31、Pao YH., Inverse problems of acoustic and elastic waves, SIAM,philadephia,l 984.32、Seidel J.P and Cannon J.G., Integrity tes
14、ting of concrete-filled steel tube piles, Proc, of the Fifth Int.CnnferPnr.P nn the Annliratinn of trest-Wave Theory to PilesOrlando1996. 二、毕业设计（论文）工作实施计划（一）毕业设计（论文）的理论分析与软硬件要求及其应达到的水平与结果1、通过本课题的研究，寻求一种能满足工程需要的网架结构的有限元参数化模型。2、通过静力特性分析，以找出杆件内力分布、变形规律以及在某支点支承不良的情况下，分析杆件受力的变化。3、模态分析以确定网架的固有频率和模态振型。4、通过
15、随机振动分析，确定网架在地震波作用下，危险点的响应频率。提高资料情报的收集整理能力，充分发挥图书资料的作用。加强英文资料的收集翻译能力，至少能阅读并翻译一篇以上的与本课题有关的英文文献。（二）毕业设计（论文）工作进度与安排起讫日期工 作 内 容 和 要 求备 注07.04.0907.04.15确定设计题目、填写立题卡和开题报告07.04.1607.04.25查阅相关资料、翻译英文文献07.04.2607.05.02第一章（绪论） 查阅资料指出普通网架存在问题，说明要开发方向07.05.0307.05.09第二章 方案比较，确定设计方案07.05.1007.05.16第三章 理论分析，建立模型0
16、7.05.1707.05.23第四章 针对模型进行仿真或实验、论证07.05.2407.06.07全文总结、绘制网架结构总图07.06.0807.06.10修改论文和图纸中不当之处、出图、准备答辩三、对开题报告的审阅意见指导教师综合意见课题采用有限元法首先在ANSYS中建立了体育馆网架的参数化模型，然后进行静、动力特性分析，以找出杆件内力分布、变形规律、固有频率及在地震作用下的位移响应。对验证原设计和指导设计修改有重大的意义。课题在选题上贴近生产实际，有一定的生产应用价值。课题难度适中，研究内容清楚明确；所采用的研究方法和技术路线切实可行；工作进度安排详细合理。 同意开题！指导教师（签名） 年 月 日开题报告审议意见教研室主任（签名） 年 月 日院系意见 教 学 院 长（签名） 年 月 日
