（4）对于非线性区域问题的近似求解比较困难。

1。4 论文内容安排

本论文基于 workbench，对发动机叶片结构进行研究与运动仿真，本篇论文 内容如下安排：

第一章为绪论，概述叶片在工程与科学上的应用背景、研究情况及研究方 法。

第二章为静力学分析，对模型施加一预角速度产生惯性力从而模拟离心力 作用下的静力学分析。

第三章为模态分析，将叶片一端固定对此进行模态分析，采用不同材料进 行模态分析振型与固有频率的比较。采用不同弹性模量或者不同的结构厚度， 比较固有频率。对模型施加不同的预角速度从而进行预应力下的模态分析。

第四章为谐响应分析，确定结构在特定频率正弦载荷作用下结构响应。 第五章为动力学分析，研究叶片以一定角速度和角加速度旋转情况下，对

叶片的变形与末端位移等进行分析。同时为了了解弹性模量以及速度对叶片模 型的影响，我们选用了几种不同实验数据，如在同样的旋转速度下，我们选用 不同材料以及同种材料不同的弹性模量进行研究，比较其总变形与末端位移。 这样我们就可以得到更加具体的数据，从而有利于我们更好的对叶片进行动力 学分析。

第二章 静力学分析

2。1  ANSYS 简单介绍

ANSYS 有限元软件是美国 ANSYS 公司研制的一款计算机辅助软件俗称 CAE，是一个根据有限元建模理论通过计算机程序编制而成的通用软件， ANSYS 可以用来求解结构力学、流体力学、电力、热力学、电磁场、磁场耦合 及结构间碰撞等相关的问题。因此它可应用于各个主要的工业领域中： 航空航 天业、汽车制造业、生物医学的研发与制造、桥梁建筑业、电子信息产品、矿 山机械、微型机械系统、医疗器械、家电家具等。Workbench 是 ANSYS 的附属 软件，是美国 ANSYS 公司在协同仿真环境的前提下，为了更加方便地解决企 业产品研发过程中的设计与优化而提出的新 CAE 软件。Workbench 模块能对结 构做出精准的力学仿真有足够能力应对信息化时代仿真软件面临淘汰的巨大压 力、同时能够很好的通过企业的生产效率。文献综述

ANSYS 分析的基本步骤:

前处理：前处理包括通过 ANSYS 软件创建实体模型或者通过其他商用软 件建立模型并且导入 ANSYS 软件，其中主要包括建立三维实体模型或者导入 三维实体模型，定义网格单元属性如线性各向同性等，定义网格的大小，定义 网格划分的方法，定义材料属性等。现在，有限元的模型基本都是在实体模型 上面建立的，实体模型都是使用一些制图软件创建的，比如和 CAD 软件相似 的制图软件等，本论文主要采用 solideworks 建立发动机叶片模型。workbench 分 析是在微分方程的基础上对模型进行网格划分的，接着是对各个单元的定义， 然后在模型上添加必须的约束，添加载荷作用，但随模型的约束和载荷是不予 以分析的，所以必须是有限元模型才可以进行分析计算。

ANSYS 有限元模型建立的途径如下：

（1）直接创建节点和结构单元。

（2）通过其他制图软件（如 CAD 软件制图软件等）绘出实体模型，再把 已经绘制好的模型导入到 workbench 之中，之后对模型进行网格划分。在对模 型进行网格划分前，我们需要定义单元属性、材料属性以及划分方法等。通常， 我们对 ANSYS 的单位制无要求，有些情况时，我们是需要提前设定单位，例

如在分析和磁场有关的问题时我们就需要提前将单位确定好。在我们设定单位 时，也需要保证我们输入数据的单位和我们一开始设置的单位是一样的，因为 单位制会影响我们建立的模型的大小和我们添加的约束还有负载的大小。