动态分析基本方法范文

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一般来讲，从阻值的变化入手，由串并联规律判断出总阻值R总变化情况，根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化，路端电压如何变化，最后由部分电路欧姆定律及串联分压，并联分流等规律判断个部分的变化情况.

①由局部电阻变化判断总电阻的变化

②判断总电流I的变化；

③根据U=E-Ir判断路端电压的变化；

④根据串并联电路的特点以及欧姆定律判断各部分电路的电压及电流的变化.

R局R总I总U端I部分、U部分

R局R总I总U端I部分、U部分

例 在图4电路中，当滑动变阻器滑动键P向下移动时，则（ ）.

A.A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮

B.A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗

C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗

D.A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮

分析 P向下移动时， R局R总I总， 所以A灯变亮，

R局U部分， 所以B灯变暗， IA=IB+IC， 所以C灯变亮.

二、先分析干路部分，再分析支路部分

值得提醒的是，分析时要注意，电源内阻必须考虑，且电源内阻是在干路上，根据部分电路欧姆定律有U内=I总r，总电流增大，则内阻上电压增大.同理有UA=I总RA，则RA端的电压增大，即灯泡A变亮.由E=U内+U外和U外=UA+UB可判断B灯变暗，IA=IB+IC， 所以C灯变亮.

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中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）04-0109-01

考虑到油藏精细动态分析的实际难度，在油藏精细动态分析过程中，为了提高分析的准确性和有效性，计算机技术的应用成为了必然选择。从目前油藏精细动态分析的实际过程来看，计算机系统已经得到了初步应用，对提高油藏精细动态分析效果，满足油藏精细动态分析起到了重要的促进作用。从这一点来看，计算机系统已经成为了油藏精细动态分析的重要助手和辅助系统，对油藏精细动态分析的促进作用明显。为此，我们应分析计算机系统的基本功能和特点，并对计算机系统的应用必要性进行认真分析。

1 油藏精细动态分析中计算机系统的基本功能

从油藏精细动态分析中计算机系统的主要功能设定来看，其基本功能主要表现在以下几个方面。

1.1 静态数据加载

原始数据一般沿菜单顺序输入，主要有如下几类：井的静态数据、网格参数、断层数据、沉积相数据、油气水界面、离散点或地震数据、模型边界、原始数据的整理及检测。静态数据加载功能，保证了原始数据能够正常加载，并提高加载效果，满足数据处理需要。

1.2 地质建模

地质建模综合应用地震、测井、地质以及沉积相的研究成果，采用确定与随机相结合的方法，建立三维地质模型，定量表征油藏的静态特征。通过地质建模，能够将地质信息以模型的形态出现，保证油藏分析能够有直观的模型显示。

1.3 动态数据加载

射孔、油井月报、水井月报、吸水剖面等资料遵循数据库标准，油田数据库中的数据可以方便地加载进来。除了需要加载静态数据之外，动态数据的加载也十分重要，通过数据库动态数据加载功能，动态数据得到了及时更新。

1.4 渗流机理研究

Rdos在模拟全油田的流动时，按照注采关系及储层连通关系，将三维流动离散化成若干一维流动。通过渗流机理的研究，油田的流动性数据得到了体现和分析，对油藏精细动态分析起到了积极效果。

2 油藏精细动态分析计算机系统的主要特点

从目前油藏精细动态分析计算机系统的应用来看，计算机系统除了能保证油藏精细动态分析的准确性，同时也提高了油藏精细动态分析的整体效率。经过了解发现，油藏精细动态分析计算机系统的特点主要表现在以下几个方面。

1）融合了国际现代油藏模拟技术及我国油田科技和生产现场的经验，结果更合理。目前油藏精细动态分析计算机系统已经得到了广泛应用，对油藏精细动态分析起到了积极的促进作用。

2）充分利用吸水产液剖面等实测资料，较好体现油田分注分采的特点。考虑到油田分注分采的实际情况，计算机系统的应用，结合了油田生产实际，保证了油藏精细动态分析的整体效果。

3）合理体现大孔道、压裂效果、启动压力梯度等因素对流动的影响。能够有效提高油藏精细动态分析的整体效果，对油藏精细动态分析起到了良好的支持作用。

4）丰富的结果分析及整理功能，如剩余油分析、调整措施建议等。计算机系统能够有效的提高油藏精细动态分析的准确性，对油藏精细动态分析具有重要的促进作用。

5）丰富的图形功能、多角度的统计分析表格。使油藏精细动态分析有了更直观的印象，便于技术人员操作，对计算机系统的推广有着重要作用。

3 油藏精细动态分析计算机系统应用的必要性

结合油田地质勘探实际，油藏精细动态分析中应用计算机系统具有重要作用。通过对油藏精细动态分析工作了解后可知，计算机系统的应用，对油藏精细动态分析而言是十分必要的，其必要性主要表现在以下几个方面。

3.1 计算机系统提高了油藏精细动态分析的准确性

应用了计算机系统之后，油藏精细动态分析在数据处理上有了可靠的保证，对油藏精细动态分析起到了积极的促进作用，使油藏精细动态分析在整体准确性上有了较大的提高，满足了油藏精细动态分析的需要。

3.2 计算机系统提升了油藏精细动态分析的效率

从油藏精细动态分析过程来看，需要处理的数据量较大，单纯依靠手工计算难以满足实际需要。基于这一现状，计算机系统的应用，对油藏精细动态分析具有重要的促进作用，保证了油藏精细动态分析的效率得到持续提高。

3.3 计算机系统促进了油藏精细动态分析的发展

在油田地质勘探中，油藏精细动态分析是重要的工作内容，为了保证油藏精细动态分析取得积极效果，计算机系统的应用成为了必然选择。从计算机系统的应用来看，对油藏精细动态分析发展起到了积极的促进作用。

4 结论

通过本文的分析可知，在油藏精细化动态分析过程中，计算机技术的应用对提高油藏精细化动态分析准确性和整体效率，起到了积极的促进作用。为此，我们应明确油藏精细化动态分析中计算机技术应用的重要性，积极做好油藏精细动态分析工作，全面应用计算机技术，满足油藏精细动态分析需要。

参考文献

[1]解宏伟.油藏精细描述技术在油田二次开发中的应用[D].中国地质大学（北京），2010.

[2]张改玲.化学注浆固砂体高压渗透性及其微观机理[D].中国矿业大学，2011.

[3]许涛.火烧山油田H_1层系精细油藏描述与开发方案研究[D].成都理工大学，2012.

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关键词： 现代机床；力学；机床结构；动态分析；动力学模型；分析研究

Key words： modern machine tools；mechanics；the structure of the machine tool；dynamic analysis；dynamic model；analysis and research

中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0034-02

1 概述

机械结构的结合面动力学参数对建立正确的动力学模型有着决定性的影响。机床结构动、静态特应该具有越来越高的动、性的研究已经成为当今机床行业的重要环节之一。机械结构的模块化设计以有限元分析为核心，动态结构优化为基础，通过结构的优化，不仅使零部件的静力学性能得到改善，还使结构的抗振特性得到提高，节省材料，获得最佳的结构尺寸。机床床身是机床的重要基础件，它的动态特性和静态特性直接影响机床的加工精度及精度稳定性。

目前，国内外对机床结构在动载作用下的结构疲劳强度和动应力分析方法涉及相对很少，主要原因是由于车床结构相对复杂和现场结构耐久性试验费用昂贵。而如果仅通过施加常幅设计载荷谱将静强度分析结果直接应用在车床结构的疲劳强度评估，虽然方法简单，但会产生严重问题，因为实际服役的机床车体结构承受的主要是随机的动载荷。基于相关领域结构疲劳研究成果，吸取文献中最新算法，提出一种利用多体动力学仿真和有限元分析相结合的方法对车床结构的疲劳寿命仿真，并对其展开较为系统的研究。美国Michigan大学的TJiang和M.Chiredastcc，在应用有限元法和动态分析的基础上，又提出一种数学模型来模拟机床结构的联接形式，建立整机的模型并对机床结合面的联接件（如焊点、螺栓等）的位置和数量进行拓扑优化设计。

2 力学在车床应用的主要研究工作

研究范围主要集中在机车的多体动力学仿真、车体结构有限元分析和结构疲劳寿命预测上。利用ANSYS计算车床结构的应力计算（包括模态分析，子结构分析等）；结合材料S-N曲线和疲劳损伤累积理论进行疲劳寿命预测。机床结构多体动力学分析的重要前提之一，就是如何利用轨道空间谱转化为时域的轨道激励，使得功率谱转换产生的轨道激励时域信号的频率、相位和幅值特征不丢失。参照James Andrew地形PSD技术，提出一种轨道谱时频转换的简单方法，即通过构建轨道谱的时频转换算法，解决了常规方法转换过程谱特征信息丢失的问题，为机床动力学准确仿真提供重要支持。通过多体动力学软件SIMPACK对机床系统动力学仿真，可以更加深入研究机床车体结构抗疲劳特性，进而了解车体结构动态特性和结构疲劳普遍影响规律。

还有就是，元结构变量化动态分析，元结构是把机械结构大件就其组成的形体进行分解，最终可分解得一些拓扑结构变化不大、相对独立的基本单元结构，可称为元结构。其结构单元特性会影响到整个结构特性的优劣。

床身包含内部纵横筋板结构和导轨等主要元素。按照元结构的概念和划分原则，先将内部独立的元结构进行分析，以便确定合理的床身元结构。

现以床身的开口窗口、地脚螺栓、筋板为研究对象，来分析这些元结构与固有频率的关系。

a型：将床身前面的小窗口封上；b型：将床身前面的大窗口的高度由原来的0.31m改为0.22m；c型：在b型的基础上，将床身底部内侧4个地脚螺栓连接板的厚度由原来的0.02m变为0.03m；d型：在b型的基础上，增加两个地脚螺栓；e型：在d型的基础上，将床身右侧的方孔改为圆孔；f型：在e型的基础上，在床身前面小窗口下增加两个宽度和厚度均为0.03m高度为0.15m的长方体筋板，在床身后面内侧小窗口对面也增加一个此类型的长方体筋板。

3 机床结构有限元动态分析的基本理论和软件分析

运用结构动态设计原理和有限元法的变量化分析技术，提出一种机床床身结构的动态设计方法和流程。一般先提取床身的典型元结构对其进行优化，在此基础上以床身结构固有频率为优化目标，以元结构优化结果为依据，提出该床身结构若干改进方案，并对各方案进行比较分析。有限元方法是结构分析中的一种数值法，它已成为分析连续体的强有力的工具。有限元方法在数学上是指求解偏微分方程的一种数值方法，在力学上则是指求解连续介质力学的一种离散方法。有限元方法的计算精确度取决于计算模型中所选用单元的质量、求解控制方程的精确度、以及离散化的方式。而有限元方法的计算准确度则依赖于计算模型的物理特性（包括加载方式、边界条件等）逼近真实结构物理特性的程度。因此，建立正确合理的计算模型是求解任何工程问题是所必须解决好的首要任务。

ANSYS的原代码超过100000行，它不仅能够进行静态或动态的有限元分析，还能进行热传导、流体流动和电磁学方面的有限元分析。ANSYS中提供的各种单元形式可以用以应付各领域的分析，而在结构的动力学分析中，三维实体单元一般采用以下三种单元：8点节六面体单元（SOLID45）（图1），20节点六面体单元（SOLID95）（图2）及10节点四面体单元（SOLID92）（图3）。软件分析步骤如图4。

4 变量化动态分析过程

变量化分析是在参数化、变量化造型和有限元分析的基础上进一步发展的一种面向设计的快速重分析方法。在设计早期进行设计验证和预测产品性能，可减少产品开发过程的反复。对床身变量化优化，首先要对床身拓扑结构进行分析，选取适当的结构单元类型，再建立有限元变量化模型。变量化动态设计的一般过程[4]如图5所示。

5 结束语

从二十世纪六十年代中期以来，由于振动理论和结构动力学理论、动态试验技术、计算机技术等方面的发展，使研究进入一个全新的计算机辅助分析和优化设计的定量研究阶段，为机床的动态特性研究提供了坚实的理论基础和先进的测试手段，系统地建立了机床动态特性的研究理论，达到了一定的实用程度，并在不断地深化和发展。

参考文献：

[1]林贤响，卢波，翁泽宇，梅金虎，朱甫宏.基于相关分析的平面磨床动力学建模方法[J].轻工机械，2012（05）.

[2]王军，马培花，高永江.基于ANSYS的X2120落地式镗铣床谐响应分析[J].组合机床与自动化加工技术，2012（11）.

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一、单棒模型的规律方法

由于在电磁感应中，当导体棒运动切割磁感线产生感应电动势，从而使闭合回路中导体棒有感应电流通过，导体棒在感应电流的作用下受到安培力的作用，安培力的产生使导体棒的加速度发生改变即运动状态发生改变……经过这一系列动态变化后，导体棒最终会达到一个稳定状态即收尾状态，因此解此类题的关键在于是否能准确进行动态分析，确定最终收尾状态。通常可从导体棒的加速度是否变为恒定或为0、闭合回路中的电流变为恒定或为0、穿过闭合回路的磁通量变化率变为恒定或为0来检验回路是否达到稳定状态。针对动态分析其基本步骤和方法可以概括为以下几点。

1.确定导轨类型、选取研究对象，由法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小；

2.画出等效电路图，求解电流大小；

3.由楞次定律判断感应电流的方向，应用左手定则确定安培力的方向和大小；

4.对导体棒进行受力分析，确定最终状态；

5.列平衡方程或动力学方程求解。

一般的思路导航图如下：

二、基本单棒模型

1.发电式导轨模型：导体棒开始运动后切割磁感线，在闭合回路中产生感应电流，这样的导轨模型称为发电式导轨模型（整个回路只有一个电源）。

（1）建立模型：如图1所示，间距为L的光滑竖直金属导轨与阻值为R的电阻相连，整个装置处在大小为B、垂直与导轨平面向里的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒ab从静止开始沿导轨下滑，导体棒始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计。