強(qiáng)度分析時(shí)建立有限元模型時(shí)要將實(shí)際零件劃分成許多單元。一般來說,單元分得越細(xì),計(jì)算精度就越高。對(duì)于二維的問題(如軸對(duì)稱問題),人工劃分單元盡管是十分繁鎖的工作,但是可行。對(duì)于三維的問題,人工劃分單元幾乎是不可能,因而常常將零件簡(jiǎn)化成二維的問題。在許多場(chǎng)合,這種簡(jiǎn)化會(huì)帶來很大的失真,以致于分析結(jié)果與實(shí)際情況相去甚遠(yuǎn)。對(duì)于三維的問題,分析結(jié)果的后處理(即將分析計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)復(fù)現(xiàn)到三維零件圖中)如果用人工來完成,也是十分繁復(fù)的工作。
零件的三維造型、劃分網(wǎng)格、建立有限元分析模型以及分析結(jié)果的后處理,實(shí)質(zhì)上是個(gè)幾何問題,是三維圖象的處理問題,而這正是CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))軟件的特長(zhǎng),所以有一些CAD廠商自己開發(fā)有限元建模與分析系統(tǒng)。
采用有強(qiáng)度分析功能的CAD系統(tǒng)分析了幾種類型柴油機(jī)的活塞、連桿、曲軸及缸套的應(yīng)力分布,結(jié)果發(fā)現(xiàn),盡管該軟件功能較強(qiáng),但是在分析象活塞、連桿等柴油機(jī)零部件時(shí)仍然會(huì)遇到一些技術(shù)問題,如熱應(yīng)力計(jì)算、過盈配合、預(yù)緊力和裝配間隙等問題的處理。經(jīng)采取了一些方法,合理地解決了這些問題,使分析結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比較接近。傳統(tǒng)的柴油機(jī)設(shè)計(jì),完全依靠設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn),然后經(jīng)過大量的試驗(yàn)與測(cè)試,再進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),進(jìn)入第二個(gè)循環(huán)。有時(shí)要經(jīng)過幾個(gè)循環(huán),才能得到滿意的設(shè)計(jì),這樣的過程無(wú)疑將耗費(fèi)大量的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。50年代發(fā)展起來的有限元分析算法已日趨成熟,在建模合理、載荷與約束加得恰當(dāng)?shù)那闆r下,能夠得出比較精確的應(yīng)力分析,因而可以部分地代替應(yīng)力測(cè)試和試驗(yàn)。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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