静态应力实验（精选三篇）
静态应力实验 篇1
弹性联轴器在工程中有着广泛的应用。它的突出性能——缓冲和减振对机械系统有着至关的重要性,传递功率、调整系统固有频率和补偿两轴的不对中。当使用在发生扭转振动的装置中时,具有缓冲、减振的功能,并能根据不同的轴系配置,采用不同特性参数的联轴器,使之达到最佳的减振降噪效果。
为了能够准确地对传动轴系进行扭转振动分析,并在实际传动系统中选择正确的弹性联轴器,其关键之一就是必须掌握弹性联轴器的有关特性参数,主要包括动态扭转刚度和动态阻尼系数。在通常情况下获取弹性联轴器动态特性参数的有效途径是在试验台上进行试验分析得出。试验台的机座是试验台的关键部件,它的承载能力决定着试验台的最大试验范围及实验数据的精确度,为了确保其可靠性,必须对其进行应力分析。本文给出应用SolidWorks中的插件COSMOSWorks对大挠度弹性联轴器试验台机座进行静态受力分析的方法及结果。
1 采用Solid Works进行三维建模及零件的状态描述
根据试验台的总体设计方案及设备所要求的参数。在三维CAD软件SolidWorks平台下进行建模。材料为铸造碳钢。其三维立体图见图1。
试验台相关技术指标要求:
1)振动频率5-20hz
2)振幅:±20°
3)最大转矩(平动+变动):30knm
根据设计要求,通过轴承轴承座将承受40T的轴向力,花键槽将承受30KN.M的扭矩。
2 静态应力分析
1)在Solid Works环境下启动COSMOSWorks。
2)创建算例并指定研究类型为静态。
3)设定零件材料。设定材料属性为铸造碳钢,其各项性能指标如表1所示。
4)施加约束与载荷(如图1所示)
在工作过程中,机座是通过底座上的四个螺栓孔进行固定的,故在底座的四个螺栓孔上添加固定制约;机座轴承肩最大将承受40T的压力,通过Solid Works的分析功能得到轴肩的面积,计算得到轴肩的受力为3.67e7 N/m2,考虑到使用中的实际情况及可能的安装误差造成的受力情况改变,故在此施加4.0e7 N/m2的压力以应对突发性的过载情况;在花键槽的四个槽上均匀分布力矩30KN.m。
5)网格划分
采用高品质实体单元类型进行网格划分,设置好参数后选择确定,系统开始自动进行网格划分(如图2所示),单元数目为15620,节点数目为26225。
6)网格划分好后采用FFE解算器进行解算。
3 结果分析
3.1 位移分析
通过图3可以看出在轴承座的顶端最大位移有7.053e-4m,但通过图4可看出其变形方向朝向花键槽方向,对输出结果没多大影响,可以不考虑。重点考虑花键部分的位移,最大位移量5.290e-4m,此处直径330mm,产生的角度位移为:
不会对实验结果产生大的影响。故从变形位移的角度考虑,机座是满足设计要求的。
3.2 应力、安全系数分析
通过图5可以看出在底座的螺栓孔边缘产生最大应力4.95e+008 N/m2,而材料的屈服强度为2.2059e+008 N/m2,故在此会产生塑形变形。通过图6的安全系数分析看出最小安全系数5.012e-1。故从应力及安全系数方面考虑,机座存在一定问题,要通过措施解决来减小应力、提高安全系数。
3.3 解决措施
我们将底座孔的数量增加两个,底座加厚30mm,螺栓孔尺寸从25mm增加到28mm,再进行分析,得到如图7所示应力图和图8所示安全系数图。由图中可以看出最大应力减小为1.896e+008N/m2,小于材料屈服强度;最小安全系数1.309,符合安全条件,解决措施有效。
4 结论
随着计算机技术的不断发展,工业创新设计也越来越多地采用计算机软件来实现。本文以大挠度弹性联轴器试验台的机座为研究对象,利用SolidWorks的COSMOSworks模块对其静态应力进行有限元分析,校核其机座强度,并给出减小应力、提高安全系数的有效措施,以提高机座的可靠性,为进一步优化设计提供了重要的指导。实践证明,该方法较其他有限元软件简单实用,大大提高工作效率。
摘要：弹性联轴器试验台的机座是试验台的关键部件,它的承载能力决定着试验台的最大试验范围及试验数据的精确度,为了确保其可靠性,必须对其静态应力进行分析。本文以大挠度弹性联轴器试验台的机座为研究对象,应用SolidWorks中的插件COSMOSWorks对其进行静态应力分析,校核机座强度,并给出减小应力、提高安全系数的有效措施,以提高机座的可靠性。实践证明,该方法较其他有限元软件简单实用,大大提高工作效率。
关键词：弹性联轴器,试验台机座,静态应力,SolidWorks,COSMOSWorks
参考文献
[1]SOLIDWorks机械设计院.SOLIDWorks 2007高级设计[M].北京:人民邮电出版社,2008.
[2]SOLIDWorks公司.COSMOS基础教程:SOLIDWorks Pro-fessional[M].北京:机械工业出版社,2007.
[3]谢黎明,李大明,沈浩,等.基于COSMOSWorks的现场铣床结构分析[J].机械与电子,2008,(9):20-22.
静态GPS实验报告 篇2
专业：
学号：
姓名：
组号：土木与水利工程学院测绘工程09-1班王震阳20094176C6
一、实验目的和要求
⑴了解静态GPS测量系统的组成部分。
⑵了解静态GPS相对定位模式的作业方法。
⑶了解GPS观测数据在计算机上的处理过程。
二、实验仪器和工具
1.外业：南方s82静态GPS接收机1套（7台）、已充电锂电池7块、对点器基座7套、铝合金三脚架7个。
2.内业：数据传输电缆1根、数据处理软件（南方
GPS）（含采集器与计算机通讯软件、基线向量处理软件、网平差及坐标转换软件）
三、实验环境
外业: 合肥工业大学南区
内业：南方GPS数据处理软件
四、实验成果
见《C6组GPS成果报告》
五、实验小结
可以说我们本次GPS静态测量实习，一共进行了三次尝试才最终将成果打印出来。前两次的失败有仪器的原因有人为的原因。第一次失败是因为学校的GPS仪器注册码过期导致无法继续工作而中途废弃。回到宿舍后我们给南方公司要了注册码将班级的所有仪器均注册了一下才使仪器可以使用。第二次失败是因为我们在观测的过程中有一台仪器没有电了，我们换了一节电池后，回来发现基线解算不合格。经过多次尝试还是没有合格后，我们组决定重新再来，进行了第三次GPS测量，这一次我们在前两次失败的经验教训之上终于完成了合格的解算工作。
静态应力实验 篇3
关键词：IPv6；过渡；连通性；静态路由
中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)15-30699-03
Test of the Connectedness and Static Router of IPv6 Network
LI Jie1,HUANG Wei-ping2
(1.School of Engineering and technology of China University of Geosciences，Beijing 100083,China;2.School of Information Engineering of China University of Geosciences，Beijing 100083,China)
Abstract:A small scale and low cost IPv6 laboratory based on the Windows was built and the methods of establishing it were explained thoroughly. It solved the problems about the background of IPv6 network developing. We tested and analyzed the connectedness and static router of IPv6 network and verified some characteristics of the IPv6 network.
Key words:IPv6;Transition;connectedness;static router
1 引言
随着Internet的飞速发展和全球网络用户数的剧增,现核心协议IPv4不断面临着窘境。作为下一代互联网核心协议的IPv6无论在地址空间、可靠性、移动性等诸多方面较IPv4而言都有很大的优势,它能为网络用户提供更好更高效更安全的服务。在中国,下一代互联网(CNGI)示范工程核心网建设项目CERNET2也已经在2004年底建成,是世界上最大规模的纯IPv6网络。可以预见,由IPv4过渡到IPv6仍需要很长的一段时间,对IPv4/IPv6综合组网形式的研究,有助于探索下一代互联网的发展方向和技术模式，影响着IPv6实用化和商业化的步伐，同时对IPv6自身的完善和发展也具有促进作用。
2 实验环境的建立
2.1 实验环境基础结构
在参考了微软在其网站上公布的IPv6实验室的基础上，我们的实验环境的基础结构和微软一样由5台计算机构成，为了节省经费，IPv6路由器由两台微机担任，其他计算机也是普通微机，它们分别完成以下服务：一台运行Windows Server 2003 (SP1)标准版的计算机，用作Domain Name System DNS服务器，这台计算机命名为DNS；两台运行Windows XP Professional (SP2)的计算机，用作客户机，计算机分别命名为CLIENTA和CLIENTB；两台运行Windows Server 2003 (SP1)标准版的计算机，用作路由器，计算机分别命名为ROUTERA和ROUTERB。
下面图1就是该基本实验环境的逻辑结构图：每个子网上的计算机都连接到一个独立的普通100M集线器或者2层交换机上。用作路由器的计算机ROUTERA和ROUTERB均安装了两块网卡。这样的实验环境配置，总体造价在2万元左右，如果利用原有的计算机，整个系统的造价就更低，一般的单位都可以承受。该方案解决了IPv6网络的实验开发运行的环境问题。
2.2 具体配置方法
DNS的配置：
DNS为测试实验室提供DNS域名解析服务，我们设置DNS的域名为test.ipv6.lab。步骤分别为：
(1)以单机方式安装Windows Server 2003;
(2)以管理员身份登录后，配置TCP/IP协议，将其IPv4地址设置为192.168.10.3，子网掩码为255.255.255.0，默认网关设为192.168.10.1;
图1 基本实验环境的逻辑结构示意图
(3)安装DNS Server服务;
(4)创建名为test.ipv6.lab的前向查找区，并将此查找区用作支持动态更新的主区;
(5)安装IPv6协议，其命令格式为netsh interface ipv6 install。使用命令netsh interface ipv6 set address "localConnection" "IPv6address"将其本地连接接口的IPv6地址设置为FEC0:0:0:10::3。具体命令为 netsh interface ipv6 set address 4 FEC0:0:0:10::3。
客户机的配置：
CLIENTA和CLIENTB都作为客户机使用。下面以CLIENTA的配置为例说明其配置步骤：
(1)CLIENTA上，以工作组的方式安装Windows XP(带SP2);
(2)以管理员身份登录后，配置TCP/IP协议，将其IPv4地址设为192.168.10.2，子网掩码为255.255.255.0，默认网关设为192.168.10.1, DNS服务器的IPv4地址为192.168.10.3。然后配置DNS属性，以使局域网连接的专用后缀为test.ipv6.lab，并且指定在DNS注册中使用连接的DNS后缀;
(3)安装IPv6协议。其命令格式为netsh interface ipv6 install。使用命令netsh interface ipv6 set address "localConnection" "IPv6address"将其本地连接接口的IPv6地址设置为FEC0:0:0:10::2。CLIENTB的配置步骤与CLIENTA的类似。将CLIENTB的IPv4地址设为192.168.30.2，CLIENTB的IPv6地址设为FEC0:0:0:30::2。
路由器的配置：
ROUTERA用作子网1和子网2之间的路由器，ROUTERB用来作子网2和子网3之间的路由器。下面以ROUTERA的路由器配置为例说明其执行步骤：
(1)ROUTERA上，首先安装Windows Server 2003 (SP1)标准版；
(2)以管理员的身份登录后，安装IPv6协议。其命令格式为netsh interface ipv6 install；
(3)为子网1配置IPv4协议，IPv4地址设为192.168.10.1，子网掩码为255.255.255.0，DNS服务器的IP地址为192.168.10.3。然后再对DNS属性进行配置，使局域网的连接专用后缀为test.ipv6.lab，且指定在DNS注册中使用连接的DNS后缀。为子网1配置IPv6协议，IPv6地址设为FEC0:0:0:10::1；
(4)为子网2配置IPv4协议，IPv4地址设为192.168.20.1，子网掩码为255.255.255.0, 默认网关为192.168.20.2，DNS服务器的IP地址为192.168.10.3。然后再对DNS属性进行配置，使局域网的连接专用后缀为test.ipv6.lab，并且指定在DNS注册中使用连接的DNS后缀。为子网2配置IPv6协议，IPv6地址设为FEC0:0:0:20::1；
(5)运行注册表编辑程序(Regedit.exe)，将键值HKEY_LOCAL_ MACHINESYSTEMCurrentControlSetServicesTcpipParametersIPEnableRouter设置为1。这样就启用了在子网1和子网2之间进行的IPv4路由；
(6)重启ROUTERA。
ROUTERB可用类似命令配置，不同的是ROUTERB在子网2配置IPv4地址设为192.168.20.2，默认网关为192.168.20.1，IPv6地址设为FEC0:0:0:20::2；子网3配置IPv4地址设为192.168.30.1，IPv6地址设为FEC0:0:0:30::1。
通过以上操作，IPv6实验环境的基础结构就建立完毕了。
3 IPv6网络连通性与静态路由测试及分析
3.1 链路本地 ping
以下步骤完成使用链路本地址ping主机，并查看在邻居和路由高速缓存中创建的项目：
(1)在CLIENTA上，键入命令netsh interface ipv6 show address命令来获取名称为“本地连接”（为了方便在这我改名为net 1）接口的链路本地地址和接口标识。从命令执行后输出得出CLIENTA“本地连接”接口的接口标识为4，链路本地地址为fe80::213:d3ff:fe27:aab4和FEC0:0:0:10::2；
(2) 在ROUTERA上，键入命令netsh interface ipv6 show address命令来获取子网Subnet 1接口（改名为net 1）和子网Subnet 2接口（改名为net 2）的链路本地地址和接口标识。从命令执行后输出得出ROUTERA子网Subnet 1接口的接口标识为4，链路本地地址为fe80::213:d3ff:fe27:aa78和FEC0:0:0:10::1；子网Subnet 2接口的接口标识为5，链路本地地址为fe80::205:5dff:fe0f:4e0c和FEC0:0:0:20::1；
(3)在CLIENTA上，键入命令来ping ROUTERA在子网Subnet 1上的接口的链路本地地址。命令格式：ping IPv6地址%接口标识符，从图2结果可以看出ping命令是通的，说明CLIENTA与ROUTERA是连通的；
(4)在CLIENTA上，键入命令netsh interface ipv6 show neighbors来查看CLIENTA的邻节点高速缓存中关于ROUTERA的表项。从命令执行后结果可以看到ROUTERA的物理地址fe80::213:d3ff:fe27:aa78，类型是可到达的；
(5)在CLIENTA上，键入命令netsh interface ipv6 show routes来查看CLIENTA的路由表中的表项；
图2ping ROUTERA命令执行结果
由于还没创建路由，命令执行后显示没有找到项目；
(6)在CLIENTA上，键入命令netsh interface ipv6 show destinationcache来查看CLIENTA的目标高速缓存中关于ROUTERA的表项。从命令执行后结果可以看到ROUTERA的本地链路地址fe80::213:d3ff:fe27:aa78。
3.2 创建静态路由结构
以下步骤完成配置静态路由结构以便实现使用IPv6通讯可到达所有实验室节点，执行如下步骤：
(1)在ROUTERA和ROUTERB上，键入netsh interface ipv6 show address命令来分别获取Subnet 1、Subnet 2和Subnet 3接口的链路本地地址和接口索引号；
通过命令可以得出ROUTERA中Subnet 1接口索引号为4，链路本地地址为fe80::213:d3ff:fe27:aa78和FEC0:0:0:10::1，Subnet 2接口索引号为5，链路本地地址为fe80::205:5dff:fe0f:4e0c和FEC0:0:0:20::1；同样得出ROUTERB中Subnet 2接口索引号为4，链路本地地址为fe80::213:d3ff:fe27:aab4和FEC0:0:0:20::2，Subnet 3接口索引号为5，链路本地地址为fe80::205:5dff:fe0f:c798和FEC0:0:0:30::1；
(2)配置ROUTERA, ROUTERB，使其支持IPv6的静态路由。
使用命令系列：netsh interface ipv6 set interface "Subnet 1 Connection" forwarding=enabled advertise=enabled
netsh interface ipv6 set interface "Subnet 2 Connection" forwarding=enabled advertise=enabled
netsh interface ipv6 add route FEC0:0:0:10::/64 "Subnet 1 Connection" publish=yes
netsh interface ipv6 add route FEC0:0:0:20::/64 "Subnet 2 Connection" publish=yes
netsh interface ipv6 add route ::/0 "Subnet 2 Connection" nexthop=ROUTERBAddressOnSubnet2 publish=yes
具体对ROUTERA命令如下：
C:>netsh interface ipv6 set interface 4 forwarding=enabled advertise=enabled
C:>netsh interface ipv6 set interface 5 forwarding=enabled advertise=enabled
C:>netsh interface ipv6 add route FEC0:0:0:10::/64 4 publish=yes
C:> netsh interface ipv6 add route FEC0:0:0:20::/64 5 publish=yes
C:>netsh interface ipv6 add route ::/0 5 nexthop=fe80::213:d3ff:fe27:aab4 publish=yes
同样具体对ROUTERB也类似，这里就不详细说明了。
(3)在CLIENTA和CLIENTB上，分别键入netsh interface ipv6 show address命令来查看局域网接口上基于站点本地前缀FEC0:0:0:10::/64、FEC0:0:0:30::/64的新地址。从命令输出结果可以看到CLIENTA的本地连接地址新增为FEC0::10:213:d3ff:fe27:aa59,CLIENTB的新地址为FEC0::30:213:d3ff:fe27:aa59。
(4)在CLIENTA和CLIENTB上，分别键入netsh interface ipv6 show routes命令来查看用于FEC0:0:0:10::/64、FEC0:0:0:20::/64、FEC0:0:0:30::/64和::/0的新路由。从命令输出结果可以看到CLIENTA的新路由为FEC0:0:0:10::/64、FEC0:0:0:20::/64和::/0；CLIENTB的新路由为FEC0:0:0:20::/64、FEC0:0:0:30::/64和::/0，CLIENTB结果如图3所示。
图3 CLIENTB查看新路由命令执行结果
(5)在CLIENTA上，键入ping CLIENTBSiteLocalAddress命令来ping CLIENTB站点本地地址。命令结果如图4所示,说明CLIENTA与CLIENTB是连通的。
图4 CLIENTA ping CLIENTB命令执行结果
(6)在CLIENTA上，键入带-d选项的tracert6 -dCLIENTBSiteLocalAddress命令来跟踪CLIENTA和CLIENTB之间的路由。可以看到ROUTERA的Subnet l的地址FEC0:0:0:10::1和ROUTERB的Subnet 2的地址FEC0:0:0:30::1。
(7)在ROUTERA上，键入命令netsh interface ipv6 show neighbors在路由器ROUTERA的邻居高速缓存中查看与CLIENTA和ROUTERB相关的表项；键入命令netsh interface ipv6 show destinationcache在路由器ROUTERA的目标高速缓存中查看与CLIENTA和ROUTERB相关的表项。
如图5所示，ROUTERA的邻居高速缓存中可以看到除了本机之外的CLIENTA的本地链路地址fe80::213:d3ff:fe27:aa59，类型不是路由器；也可以看到ROUTERB的地址fe80::213:d3ff:fe27:aab4、fe80::205:5dff:fe0f:c798和FEC0:0:0:20::2，类型是路由器。ROUTERA的目标高速缓存中可以看到除了本机之外的ROUTERB的地址fe80::213:d3ff:fe27:aab4和fe80::205:5dff:fe0f:c798。
图5 ROUTERA邻居高速缓存中查看命令执行结果
4 结束语
基于WINDOWS平台的IPv6实验室的成功搭建,使我们对IPv6技术有了基本的了解和掌握。构建IPv6试验网络，作为从事研究IPv6技术的基础性工作，取得了初步成效。在此基础上还将进行更多的IPv6技术，诸如IPv6安全功能(IPSec)、FTP服务、视频服务、IPv6与防火墙、IPv6组播技术及IPv6网络应用的研究与实现，为校园网今后向下一代互联网的全面过渡和IPv6应用的普及做好充分的技术准备和支持。
参考文献：
[1](美)Pete Loshin著，沙斐，程莉，周立译.IPv6详解[M].北京:机械工业出版社，2000.4.
[2](美)Joseph Davies著，张晓彤，晏国展，曾庆峰译.理解IPv6[M].北京:清华大学出版社，2004.3.
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[4]Christian Huitema, Rob Austein，Suresh Satapati，Ronaldvan derPol. Unmanaged Networks IPv6 Transition Scenarios，RFC3750[S]，2004.4.
[5]陈彦，卢朝晖，傅光轩.基于多种操作系统构建IPv6试验网的研究与实现[J].计算机工程，2003, 29（20）:185-190.
[6]代长城.IPv4与IPv6的互操作研究及网络实验[J].计算机工程与应用，2004，27: 135-138.