3-4有限元建模方法.ppt

几何对称，载荷任意： ——利用对称性，分解载荷成对称和反对称。 对称载荷作用，位移、应力对称于yz面，对称面上各节点水平位移为零；反对称载荷作用，位移、应力反对称于yz面，对称面上各节点垂直位移为零。 3-4有限元建模方法全文共36页，当前为第32页。 3.2 周期性条件 旋转零部件，如发电机转子、飞轮等，其结构形式和所受载荷呈现周期性变化。对这种结构，按整体进行分析，计算工作量较大。利用结构上的特点，只切出其中一个周期来分析，计算工作量就减为原来的1/n(n为周期数)——在切开处必须满足周期性约束条件(在切开处对应位置的相应量相等)。 3.3 降维处理 对复杂结构或构件，根据其在几何、力学、船热学上的特点，进行降维处理，计算量将大大减少。 三维物体，如果可以忽略某些几何上的细节或次要因素，近似地按照二维问题来处理。像连杆、球轴承、飞轮等机械零件，近似当作平面问题处理。 3.缩小解体规模的常用措施 3-4有限元建模方法全文共36页，当前为第33页。 3.4 子结构技术 大型结构，采用多重静力子结构和多重动力子结构的求解技术。 子结构技术——将大型复杂结构看成是由许多一级子结构和一些单元拼装而成的，而这些一级子结构又是由许多二级子结构和一些单元拼装而成的……，一直分下去，分为若干级，最高级子结构完全由单元组成 求解时从高级子结构开始，并且不分析重复的子结构，逐级把贡献提供给低一级子结构，最后到主结构求解。解出主结构的未知量，再逐级解高一级子结构的未知量。在每一级求解中，由于只包含本级所用到单元的节点和高一级子结构的边界节点，解题规模不大。 3.缩小解体规模的常用措施 3-4有限元建模方法全文共36页，当前为第34页。 3.5 线性近似化 工程上对一些呈微弱非线性的问题，常作为线性问题处理，所得结果既能满足要求，成本也不高， 混凝土结构(水坝、高层建筑、冷却塔、桥梁、大型设备地基等)实际上都是非线性结构，其非线性现象较弱，初步分析时可看作线性结构来处理。只有当分析其破坏形态时，才按非线性考虑， 3.6 多工况载荷的合并处理 对结构进行多种载荷工况分析时，如果每一种都作为一个新问题重新分析一次，计算量大， 处理办法： 将每一种载荷分量合并成载荷矩阵，一起进行求解，计算量下降， 3.缩小解体规模的常用措施 3-4有限元建模方法全文共36页，当前为第35页。 3.7 节点编号优化 有限元总体方程的系数具有大型系数矩阵的性质。 ? 有限元法中乘法运算的次数与未知量个数(总自由度数)以及半带宽平方的乘积呈正比——压缩半带宽。 充分利用有限元软件中设置节点编号优化的功能。 1)由单一物理场的研究朝着多物理场综合模拟以及相互作用模拟的方向发展； 2)由单一零件的虚拟样机研究朝着整机虚拟样机的方向发展； 3)在单一分析功能不断完善的基础上，朝着优化、可靠性及其他综合评估功能的方向发展； 4)加强与设计制造过程的集成和数据交换，朝着与CAD/CAE无缝整体化集成的方向发展； 5)以智能化、易开发性为代表的易实用性。 有限元软件发展方向 3-4有限元建模方法全文共36页，当前为第36页。 §3-4 有限元建模方法 有限元分析是设计人员在计算机上调用有限元程序完成的。了解所用程序的功能、限制以及支持软件运行的计算机硬件环境。 分析者的任务： 建立有限元模型、进行有限元分析并解决分析中出现的问题以及计算后的数据处理。 一、有限元法应用 采用有限元法计算，可以获得满足工程需求的足够精确的近似解。解决几乎所有的连续介质和场的问题，包括建筑、机械、热传导、电磁场、流体力学、流体动力学、地质力学、原子工程和生物医学等方面问题。 3-4有限元建模方法全文共36页，当前为第1页。 车架 车身 发动机缸体应力分布 3-4有限元建模方法全文共36页，当前为第2页。 发动机主轴承座 连杆 支座 3-4有限元建模方法全文共36页，当前为第3页。 教堂有限元分析 上海东方明珠电视塔 在风激励下的响应 3-4有限元建模方法全文共36页，当前为第4页。 腰脊柱有限元模型 3-4有限元建模方法全文共36页，当前为第5页。 心脏瓣膜 3-4有限元建模方法全文共36页，当前为第6页。 ANSYS有限元分析软件