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經(jīng)典案例
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有限元分析的一般流程以及注意事項

發(fā)布于:2018-06-05 21:10
有限元分析

      結構有限元分析流程:
      一般地,一個(gè)完整的有限元結構分析過(guò)程包括下面一些基本操作步驟和環(huán)節。
      1、前處理
      前處理是整個(gè)分析過(guò)程的開(kāi)始階段,其目的在于建立一個(gè)符合實(shí)際情況的結構有限元分析模型,一般分為如下的幾個(gè)操作環(huán)節:
      (1)分析環(huán)境設置
      進(jìn)入有限元分析軟件的環(huán)境設置界面后,指定分析的工作名稱(chēng)以及圖形顯示的標題,開(kāi)始一個(gè)新的結構分析。
      (2)定義單元以及材料類(lèi)型
      定義在分析過(guò)程中需要用到的單元類(lèi)型(桿件單元、板單元、實(shí)體單元等)及其相關(guān)的參數。指定分析中所用的材料模型以及相應的材料參數(如線(xiàn)性彈性材料的彈性模量、泊松比、密度等)。
      (3)建立幾何模型
      在有限元軟件中,所有問(wèn)題的幾何模型都是由關(guān)鍵點(diǎn)、線(xiàn)、面、體等各種圖形元素(簡(jiǎn)稱(chēng)圖元)所構成,圖元層次由高到底依次為體、面、線(xiàn)及關(guān)鍵點(diǎn)?梢酝ㄟ^(guò)自底向上或者自頂向下兩種途徑來(lái)建立幾何模型。
      (4)進(jìn)行網(wǎng)格的劃分
      在幾何模型上進(jìn)行單元劃分,形成有限單元網(wǎng)格(Mesh)。一般情況下,在有限元軟件中劃分有限元網(wǎng)格分為定義要劃分形成的單元屬性、指定網(wǎng)格劃分的密度、執行網(wǎng)格劃分三個(gè)步驟。
      (5)定義邊界及約束條件
      在上述有限單元模型上,引入實(shí)際結構的邊界條件,自由度之間的耦合關(guān)系以及其他的一些條件。
      2、施加載荷、設置求解參數并求解
      這一步驟的目的在于為分析定義載荷,指定分析類(lèi)型以及各種求解控制參數,一般分為以下的幾個(gè)實(shí)際操作環(huán)節:
      (1)定義載荷信息
      有限元結構分析的載荷包括位移約束、集中力、表面載荷、體積載荷、慣性力以及耦合場(chǎng)載荷(如熱應力)等?梢詫⒔Y構分析的載荷施加到幾何模型上(關(guān)鍵點(diǎn)、線(xiàn)、面)或者有限元模型上(節點(diǎn)、單元)。
      (2)指定分析類(lèi)型和分析選項
      ANSYS提供了很多的結構分析類(lèi)型,實(shí)際分析中可以根據問(wèn)題的性質(zhì)選擇不同的分析類(lèi)型。對于各種分析,需要設置相應的參數。
      (3)執行求解計算
      3、后處理
      這一步驟對計算的結果數據進(jìn)行可視化處理和相關(guān)的分析,可以利用有限元軟件的通用后處理器和時(shí)間歷程后處理器完成。一般的后處理包括如下的操作環(huán)節:
      (1)進(jìn)入后處理器并讀入計算結果
      進(jìn)行結果的后處理之前,需要先進(jìn)入相應的后處理器。進(jìn)入后處理器之后,第一步就是把計算結果讀入數據庫。
      (2)進(jìn)行后處理操作
      利用通用后處理器程序可以顯示結構變形情況,各種物理量的等值線(xiàn)分析圖形等,對各種數據信息進(jìn)行列表操作,利用時(shí)間后處理器可以繪制各種變量的時(shí)間歷程變化曲線(xiàn)。
      (3)輸出后處理操作的結果
      后處理操作得到的一些圖形或動(dòng)畫(huà)結果可以輸入到文件,也可以被組織成多媒體形式的分析報告。

                                                                                  專(zhuān)業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案

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