圓孔應力有限元分析
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- 圓孔應力有限元分析ANSYS程序提供了使用便捷、高質(zhì)量的對CAD模型進行網(wǎng)格劃分的功能。包括四種網(wǎng)格劃分方法:延伸劃分、映像劃分、自由 劃分和自適應劃分。延伸網(wǎng)格劃分可將一個二維網(wǎng)格延伸成一個三維網(wǎng)格。映像網(wǎng)格劃分允許用戶將幾何模型分解成簡單的幾部分,然后 選擇合適的單元屬性和網(wǎng)格控制,生成映像網(wǎng)格。ANSYS程序的自由網(wǎng)格劃分器功能是十分強大的,可對復雜模型直接劃分,避免了 用戶對各個部分分別劃分然后進行組裝時各部分網(wǎng)格不匹配帶來的麻煩。自適應網(wǎng)格劃分是在生成了具有邊界條件的實體模型以后,用戶 指示程序自動地生成有限元網(wǎng)格,分析、估計網(wǎng)格的離散誤差,然后重新定義網(wǎng)格大小,再次分析計算、估計網(wǎng)格的離散誤差,直至誤差 低于用戶定義的值或達到用戶定義的求解次數(shù)。
目前在工程技術(shù)領域內(nèi)常用的數(shù)值模擬方法有有限元法,邊界元法和有限差分法等,但就其實用性和應用的廣泛性而言,主要還是有限單元法[2]。有限元法經(jīng)過40多年的發(fā)展,理論已經(jīng)相當完善?萍既藛T將有限元理論、數(shù)值計算技術(shù)和計算機輔助技術(shù)等相結(jié)合,開發(fā)出了一批通用的有限元軟件,這些軟件已經(jīng)被廣泛應用于國民經(jīng)濟建設的許多行業(yè)中。
有限元法是隨著電子計算機的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)代計算方法,在上個世紀50年代首先在連續(xù)體力學領域一飛機結(jié)構(gòu)靜、動態(tài)特性分析中得到應用,隨后很快廣泛地應用于求解熱傳導、電磁場、流體力學等連續(xù)性問題[J]。
ANSYS軟件可以對機械結(jié)構(gòu)的靜、動態(tài)力學特性進行分析。靜力分析是用于靜態(tài)載荷?梢钥紤]結(jié)構(gòu)的線性及非線性行為,例如:大變形、大應變、應力剛化、接觸、塑性、超彈性及蠕變等。模態(tài)分析是計算線性結(jié)構(gòu)的自振頻率及振形。譜分析是模態(tài)分析的擴展,用于計算由于隨機振動引起的結(jié)構(gòu)應力和應變[3]。在機械結(jié)構(gòu)動力學分析中,利用彈性力學有限元建立結(jié)構(gòu)的動力學模型,進而可以計算出結(jié)構(gòu)的固有頻率、振型等模態(tài)參數(shù)以及動力響應。
有限元分析技術(shù)及其軟件(ANSYS)的應用可以增加工程的可行性和裝備產(chǎn)品的可靠性,在零件設計后就可以通過模擬發(fā)現(xiàn)問題,并進行設計優(yōu)化,減少了試驗經(jīng)費,降低了產(chǎn)品開發(fā)的成本,縮短了投向市場的時間。因而,大力推進有限元分析技術(shù)的科學研究和工業(yè)化應用將是發(fā)展的趨勢[4]。...