1、PDF外文：http:/ 4143 字 毕 业 设 计（论 文） 外 文 文 献 译 文 学 生： 学 &
2、nbsp; 号： 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化
3、; 指导教师： 2010 年 06 月 10 日 出处： 12th IFToMM Congress, Besancon, France. 2007 英文翻译 应力为基础的有限元方法应用于灵活的曲柄滑块机构 （多伦多大学 ： Y.L. Kuo &nb
4、sp;.L. Cleghorn 加拿大 ） 摘要 :本文 在 欧拉一伯努利梁 基础上 提出了一种新的适用 于以 应力为基础的有限元方法 的 程序 。 先选择一个 近似弯曲应力 的分布 ，然后 通过一体化确定近似横位移 。该方法适用于解决灵活 滑块曲柄机构 问题， 制定的依据是欧拉 -拉格朗日方程，而拉格朗日包括 与 动能，应变能 有关的组件 ， 并 通过 弹性横向 挠度构成的 轴向负荷的链接 来工作 。梁 元模型 以翻转运动为基础， 结果表明 以 应力和位移为基础的有限元方法。 关键词 ：应力为基础的有限元方法，曲柄滑块机构，拉格 -朗日方程 1.前言 &n
5、bsp;以 位移为基础的有限元方法 通过 实行假定位移 补充能量。这种方法 可能由内部因素产生不连续应力场， 同时由于采用了低阶元素 ， 边界条件与压力不能得到满足 。 因此，另一种 被成为以应力为基础 采用假定应力 的有限元方法得到了应用和发展。 Veubeke 和 Zienkiewicz1-2首先对应力有限元素进行了研究。之后，这种方法被广泛用于解决应用程序中的问题 3-5。此外，还有各种书籍提供更加 详细的方法 6， 7。 这一高速运作机制采用 振动 ，声辐射， 协同联结 ，和 挠度弹性链接 的准确定位。 因此，有必要分析 灵活的弹塑性动力学这一类的问题，而不是分析刚体动力学
6、。 灵活的机制是一个 由 无限 多个 自由度 组成的连续 动力 学 系统，其运动方程 是由 非线性偏微分方程 建立的 模型，但 得不到 分析解决方案 。 Cleghorn et al8-10 阐述了 横向振动 上 的轴向荷载 对灵活 四杆机构 的影响。 并且通过能 有效预测横向振动和弯曲应力 的五次多项式 建 立 了一个翻转 梁单元 。 本文提出了一种新的方法来执行 建立在 欧拉一伯努利 基础上 的 以 应力为基础 的有限元 方法。改进后的方法首先选定了假定应力函数。 然后通过 整合假定应力函数 得到 横向位移 函数。 当然 ， 这种方法能 解决没有强制制约因素的应力集
7、中问题。 我们可以通过这种方法解决灵活曲柄滑块机构体系中存在的问题。目的是通过这种方法提高准确性，该系统存在的问题也可以通过取代基有限元方法来解决。结果可以证明偏差比较。 2.以应力为基础的欧拉一伯努利梁 欧拉一伯努利梁的弯曲应力与横向位移的二阶导数相关，也就是曲率， 可以近似的看做是形函数 和交点变量 ： 这里 (i)N(c)是连续载体的形函数； (i)e 是列向量的 交点函数， y 是 关于中性线的横向定位， E 是杨氏模量，（ i） v 是横向位移， x 轴向定位函数。 由方程（ 1）可以推导出横向位移转换方程：
8、 横向位移： 这里 (i)C1 和 (i)C2 是两个一体化常数，可以通过满足兼容性来确定。 将方程（ 2）和（ 3）代入（ 1），可以得到有限元位移和回转曲率，如下所示： 这里下标（ C），（ R）和（ D）分别代表曲率，自转和位移。运用变分原理，可以得到这些方程 11-13。 表 1 分别比较以位移和应力为基础的有限元方法的欧拉 -伯努利梁元素 以位移为基础的有限元方法 以应力为 基础的有限元方法 近似横向位移自由度 立方米 立方米 &nbs
9、p;近似弯曲应力 线性 线性 交点变量 两端位移和回转 两端曲率 边界应力满足条件 位移，回转 位移，回转，弯曲应力 自由度数量 四 二 3.以位移和应力为基础的有限元方法的比较 主要区别在于 以位移为基础的有限元方法的应力场存在不连续的内部因素，同时具有低阶形函数。主要是因为不连续量的产生以及间离散分布。再者， 它可能 由于 使用过多交点变量而 产生 刚度矩阵 。 以应力为基础的方法与以位移为基础的方法比较具有很多优点。首先，以应力为基础的方法产生 的交点变量较少（如表 1）。第二，使用以应力为基础的方法时，弯曲应力的边界条件可以得到满足。最后， 应力由体系方程直接计算得到。 4.方程推导 曲柄滑块机构如图 1 所示，由做刚体运动的曲柄来运作，该方程由有限元
