机构有限元分析软件的比较与介绍
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混凝土结构建模软件比较与最佳选择指南混凝土结构建模软件是在建筑和土木工程领域中广泛应用的工具。
它可以帮助工程师和设计师模拟和分析混凝土结构的性能,优化设计和提高工程质量。
然而,市场上存在多种不同的混凝土结构建模软件,使得选择最适合自己需要的软件变得困难。
本文旨在比较不同软件之间的特点和功能,并提供一些指导原则,以帮助读者选择最佳的混凝土结构建模软件。
一、ANSYS CivilFEMANSYS CivilFEM是一款基于有限元分析的混凝土结构建模软件。
它提供了强大的混凝土材料模型和分析工具,可用于静力学和动力学分析。
CivilFEM具有直观的用户界面和丰富的建模功能,适用于不同规模和复杂度的项目。
此外,它还提供了高级功能,如建模相互作用和材料非线性行为。
二、ETABSETABS是一款综合的土木工程建模和分析软件,也可以用于混凝土结构建模。
它提供了直观的建模界面,可以快速创建和编辑混凝土结构模型。
ETABS还具有强大的分析和设计功能,包括静力学、动力学和构造分析等。
此外,它还支持各种国际建筑设计规范,可以根据项目特点进行自定义设置。
三、SAP2000SAP2000是一款广泛使用的结构分析和设计软件,也包括混凝土结构建模功能。
它具有强大的分析引擎和灵活的建模工具,可以应用于各类复杂结构的建模和分析。
SAP2000支持多种计算方法和分析模型,可以满足不同项目的需求。
此外,它还具有友好的用户界面和详尽的文档,方便用户学习和使用。
四、AbaqusAbaqus是一款强大的有限元分析软件,也可用于混凝土结构建模。
它提供了高精度的建模和分析工具,可准确模拟混凝土结构的行为。
Abaqus支持材料非线性、接触分析和动力学分析等高级功能。
尽管Abaqus的学习曲线较陡峭,但它在处理复杂问题和精确仿真方面表现出色。
五、最佳选择指南在选择混凝土结构建模软件时,应根据以下几个方面进行考虑:1. 功能需求:根据项目的特点和需求确定软件的功能要求。
abaqus概述介绍Abaqus是由法国达索系统公司(Dassault Systemes)开发的一款基于有限元方法的通用有限元分析(FEA)软件。
该软件在工程领域被广泛应用于结构、热力学、电磁学、流体、声学、地质、生物力学等多个领域的仿真分析中。
Abaqus 具有强大的建模能力和解算能力,可以帮助工程师更好地理解和解决各种工程问题。
Abaqus软件的建模能力包括几何建模、材料属性定义、加载条件设定等。
用户可以通过其图形用户界面(GUI)或命令行界面来创建复杂的几何模型,并按需设置不同的材料属性和加载条件。
Abaqus支持各种材料的建模,如金属、塑料、复合材料等,并提供了丰富的材料模型,包括线性和非线性模型,用于模拟不同材料的行为。
Abaqus具有强大的解算能力,可以处理各种复杂问题。
它基于有限元方法,将复杂的结构分割成小的有限元单元,并根据材料特性和加载条件进行求解。
Abaqus可以计算结构的应力、位移、应变等关键参数,并提供丰富的结果输出,如变形图、应力云图、位移云图等,帮助工程师分析和评估设计方案。
Abaqus还提供了多种分析类型和求解器,以满足不同问题的需求。
例如,静态分析用于计算结构在静态负荷作用下的响应;动态分析用于计算结构在动态负荷作用下的响应;热分析用于计算结构在温度变化下的响应;优化分析用于优化设计方案等。
Abaqus的求解器使用高效的数值算法和迭代方法,以加快求解速度和提高解算精度。
Abaqus还具有强大的后处理能力,用于分析和可视化求解结果。
用户可以对结果进行筛选、裁剪和比较,生成全面的结果报告,并通过动画和图形显示来直观地展示分析结果。
Abaqus还支持与其他软件的集成,可以将其结果导入到其他软件中进行进一步处理和分析。
总之,Abaqus是一款功能强大的通用有限元分析软件,可广泛应用于工程领域的仿真分析中。
它具有强大的建模能力和解算能力,可以帮助工程师更好地理解和解决各种工程问题。
大型有限元分析软件ANSYS的特点王友海 颜慧军 胡长胜 ANSY S程序是美国ANSY S公司研制的大型有限元分析(FE A)软件,自1970年John S wans on博士洞察到计算机模拟工程应该商品化,创建了AN2 SY S公司以来,ANSY S程序已发展成为全球范围一个多用途的设计分析软件。
ANSY S程序是一个功能强大的设计分析及优化软件包。
与其它有限元分析软件如S AP或NAS2 TRAN等相比,它有以下特点:(1)ANSY S是完全的WI NDOWS程序,从而使应用更加方便;(2)产品系列由一整套可扩展的、灵活集成的各模块组成,因而能满足各行各业的工程需要;(3)它不仅可以进行线性分析,还可以进行各类非线性分析;(4)它是一个综合的多物理场耦合分析软件,用户不但可用其进行诸如结构、热、流体流动、电磁等的单独研究,还可以进行这些分析的相互影响研究,例如:热—结构耦合,磁—结构耦合以及电—磁—流体—热耦合等。
本文将以ANSY S/Structural (结构)模块为例,详细研究该软件的功能及特点。
1 结构静、动力分析111 结构静力分析ANSY S程序中结构静力分析,用来求解外载荷引起的位移、应力、和力。
静力分析适合于求解惯性及阻尼的时间相关作用对结构响应的影响不显著的问题。
ANSY S程序中静力分析同样能包括非线性,如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触面等。
有关非线性内容后面将详细叙述。
112 结构动力分析结构动力分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。
ANSY S程序可以求解下列类型的动力分析问题:瞬态动力、模态、谐波响应及随机振动。
11211 瞬态分析瞬态分析(也称时间—历程分析)用于确定结构承受随时间变化载荷时的动力响应。
ANSY S求解瞬态动力问题有三种方法:全瞬态动力分析方法,凝聚法和模态叠加法。
11212 模态分析图1 皮带轮模态分析(虚线表示未变形形态)当需要结构的自然频率时,模态分析是很有用的(图1)。
CAD软件中的结构分析与有限元分析在现代工程设计和建筑领域中,计算机辅助设计(CAD)软件是不可或缺的工具。
CAD软件通过虚拟建模和模拟分析等功能,帮助工程师和设计师快速准确地进行产品设计和分析。
其中,结构分析和有限元分析是CAD软件的重要功能之一,本文将重点探讨这两个主题。
一、结构分析结构分析是指对建筑物、机械装置或其他工程结构的受力情况进行研究和评估的过程。
在CAD软件中,结构分析可以通过在模型中添加材料属性、边界条件和载荷等信息来模拟实际情况。
软件根据这些参数计算出结构物的应力、变形和振动等特性,帮助工程师进行结构优化和性能改进。
CAD软件中的结构分析采用了多种数值方法,如有限元法、刚性体法和模型分析法等。
其中,有限元法是最广泛使用的方法之一,也是本文的重点内容。
二、有限元分析有限元分析是指将连续体划分为有限数量的离散单元(有限元),通过求解线性方程组得到结构的应力和位移等信息的数值方法。
在CAD软件中,有限元分析将结构划分为许多小的三角形或四边形元素,每个元素由节点和单元属性组成。
通过节点之间的连通关系,软件可以计算出结构物的应力和形变情况。
在进行有限元分析时,CAD软件需要考虑诸多因素,如材料特性、边界条件、载荷和约束等。
软件可以根据这些参数生成数学模型,并运用数值计算方法求解模型,得到结构的应力分布、变形情况以及对外部载荷的响应等。
三、CAD软件在结构分析与有限元分析中的应用CAD软件在结构分析与有限元分析中扮演着重要角色。
通过CAD软件,工程师可以快速创建模型、定义边界条件和载荷,并进行结构分析和有限元分析。
其应用不仅提高了设计效率和准确性,还可以减少实验和测试的成本和时间。
使用CAD软件进行结构分析与有限元分析具有以下优势:1. 精确性:CAD软件使用高精度数值计算方法,能够准确模拟复杂结构的受力情况,并给出准确的计算结果。
2. 可视化:CAD软件可以在虚拟环境中生成三维模型,并可视化展示结构的应力、变形和振动等信息,帮助工程师更好地理解和分析结构特性。
有限元软件在建筑结构建模应用——有限元分析软件与国内结构设计软件的区别摘要:本文以Etabs、Sap2000、Midas等有限元软件的精细化模型为背景,与国内传统设计软件PKPM和YJK的工程应用进行对比,总结了复杂结构建立模型过程中需要注意的问题,简要介绍了国内外设计流程的区别,对国内工程师承接国外工程设计有一定参考意义。
关键词:建筑结构建模有限元软件刚性隔板0 引言由于国内建筑行业发展迅猛,设计周期短,对模型建立、检查往往停留在整体指标及荷载是否有遗漏等较浅的层面,这对结构设计有一定的安全隐患。
实际上,建筑结构模型的建立对结构内力有很大程度的影响,更合理的模型模拟对结构安全度有很大程度的提升。
而不合理的模拟有时表面上减少了工程造价,实际上对结构安全的牺牲往往超出工程师的预估。
1建模对比Etabs、Sap2000、Midas是完全集成的面向对象的分析、设计、优化和数字环境的结构分析和设计软件。
可以采用平面、立面和自定义视平面进行功能强大的3D建模(如右图)。
传统软件PKPM及YJK基本上仍然是2D建模结合3D视图功能。
前者是真正基于有限元理论基础上开发的工程应用软件,在材料定义、边界条件等应用上完全由工程师进行定义,而后者是完全由国内市场所需,将内力分析与设计高度融合,实现快速设计快速出图。
a.在异形洞口、构件边角部应对单元划分适当加密,防止应力过度集中现象导致设计结果偏差过大。
b.单元大小变化趋势不宜过大,矩形单元的精度通常高于三角形单元。
2模型要素PKPM及YJK软件是结构类软件的特例,极大的促进了工程设计速度并减少了工程师的工作量。
但在国际上,通常,通过有限元软件建立的建筑结构模型,需工程师考虑以下方面(如右图所示的Etabs扩展功能,可以快速找到相应建模定义模块,而YJK和PKPM相对繁琐,集成度较低):材料属性定义a.结构刚度的构成(材料属性及本构关系的定义、梁柱等线单元、板墙等壳单元);b.楼板的近似模拟(刚性隔板及半刚性隔板、刚性板、弹性板、膜单元等);c.节点约束及单元局部坐标系;d.刚域指定;e.质量源;f.静力荷载及伪静力荷载(恒荷、附加恒荷、活荷载、风、地震等等);g.温度作用及混凝土徐变、收缩;h.结构模态(自振周期);i.P-Δ效应;j.指定施工次序等;k.承载力极限状态荷载组合及正常使用极限状态荷载组合;l.设计的适用规范及标准。
1.高等数学2. 普通物理3. 普通化学4. 理论力学5. 材料力学6. 流体力学7.计算机应用基础8.电工电子技术9. 工程经济10.土木工程材料11. 工程测量12. 职业法规13.土木工程施工与管理14. 结构设计15. 结构力学16. 结构试验17.土力学与地基基础1.结构静力分析用来求解外载荷引起的位移、应力和力。
静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。
ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析,而且也可以进行非线性分析,如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。
2.结构动力学分析结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。
与静力分析不同,动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。
ANSYS可进行的结构动力学分析类型包括:瞬态动力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。
3.结构非线性分析结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。
ANSYS程序可求解静态和瞬态非线性问题,包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。
4.动力学分析ANSYS程序可以分析大型三维柔体运动。
当运动的积累影响起主要作用时,可使用这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性,并确定结构中由此产生的应力、应变和变形。
5.热分析程序可处理热传递的三种基本类型:传导、对流和辐射。
热传递的三种类型均可进行稳态和瞬态、线性和非线性分析。
热分析还具有可以模拟材料固化和熔解过程的相变分析能力以及模拟热与结构应力之间的热-结构耦合分析能力。
6.电磁场分析主要用于电磁场问题的分析,如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁力线分布、力、运动效应、电路和能量损失等。
还可用于螺线管、调节器、发电机、变换器、磁体、加速器、电解槽及无损检测装置等的设计和分析领域。
7.流体动力学分析ANSYS流体单元能进行流体动力学分析,分析类型可以为瞬态或稳态。
分析结果可以是每个节点的压力和通过每个单元的流率。
ansys workbench 2022有限元分析入门与提高ANSYSWorkbench2022是一款很受欢迎的有限元分析软件,它能够帮助工程师快速解决各种类型的结构力学问题和复杂材料性质的分析问题。
本文将针对有限元分析的基础知识介绍ANSYS Workbench 2022,并以实际的例子探讨ANSYS Workbench 2022如何帮助工程师解决结构有限元分析中的问题。
1. ANSYS Workbench 2022有限元分析:软件简介ANSYS Workbench 2022是一款建立在ANSYS有限元解决器之上的强大的软件工具,可以帮助工程师解决许多结构力学问题和复杂材料性质的问题,比如振动和强度分析。
有限元分析是一种分析技术,它可以帮助研究工程师计算并分析各种不同类型的材料在不同环境下的行为。
ANSYS Workbench 2022包含了大量的有限元分析功能,使工程师能够对实际的物理系统进行有效的分析。
2. ANSYS Workbench 2022有限元分析:功能概述ANSYS Workbench 2022能够结合了有限元分析的众多功能,此外还提供了高度的可扩展性和易用性,使用户能够快速解决各种复杂的结构力学问题,具体功能如下:(1)多种结构力学分析:ANSYS Workbench 2022提供了多种不同类型的结构力学分析,比如强度分析、温度分析、振动分析、时域分析等,可以帮助研究工程师精确的计算物体的特性。
(2)网格划分:ANSYS Workbench 2022可以帮助研究者快速地对实际物体进行网格划分,并以其为基础进行数值模拟计算。
(3)对结果进行可视化:ANSYS Workbench 2022可以帮助研究者清楚地看到模拟结果,以便客观地理解结果。
3. ANSYS Workbench 2022有限元分析:实际案例下面以空气盒子为实际例子,介绍如何利用ANSYS Workbench 2022使用有限元分析来解决实际模型的问题。
1、Simufact软件简述Simufact公司从1995年就为MSC公司提供金属成形有限元源程序,且注重技术的发展,拥有多项专利技术。
Simufact.forming是MSC.SuperForm和MSC.SuperForge的升级版本,由德国Simufact公司和美国MSC.Software公司达成协议,基于MSC.Superform和MSC.SuperForge的基础上开发的独立软件。
Simufact将原MSC.SuperForge的易用性和MSC.Superform的精确性完美的结合在一起。
可以对多种材料加工工艺进行仿真计算,是世界上唯一一款多工艺仿真优化平台。
Simufact软件功能:模锻、辊锻、旋压、环轧、摆辗、楔横轧、穿孔斜轧、开坯锻、多向锻造、挤压等体积成形工艺,以及板材冲压、液压、热成形、轧制和管材弯曲、径向锻造、轧制以及材料在加工过程中的模具受力、微观组织、相变热处理和焊接工艺仿真。
软件核心:简单易用、精确、功能强大、求解快我们的竞争对手软件主要有:Abaqus、Deform、Forge、Qform、Marc、Sysweld、Pam-stamp。
2、总体介绍DEFORM、forge、Qform与simufact中forming模块即原superforge模块比较相似,都擦用windows风格界面,以上这些相对于MARC、ANSYS、ABAQUS 等通用软件来说都属于专业软件。
而simufact公司将原superform即原MARC的求解器融入到其中,使simufact软件较之DEFORM、FORGE、QFORM等更加专业,更加高端,成为一款专注于材料加工工艺的仿真优化平台。
QForm由俄罗斯Quantor公司专家基于有限元计算方法开发而成Qform,专门用于解决锻造问题,具有简单明了友好操作界面,初始化参数准备,具有全自动向导功能,模拟过程自动完成,而现在Qform在中国被使用较少,目前国内用户主要集中在锻压协会的一些会员单位,操作较简单,功能较simufact和DEFORM来说较少。
第2章软件介绍2.1 建模软件SolidWorks 是生信国际有限公司推出的机械设计软件, 是全参数化特征造型软SolidWorks有全面的零件实体建模功能,变量化的草图轮廓绘制,驱动参数改变特征的大小和位置,丰富的数据转换接口使SolidWorks可以将几乎所有的机械CAD 软件集成到现在的设计环境中来,SolidWorks支持的数据标准有:IGES,DXFDWG, ASCII, Parasolid等多种文件格式, 从而实现与有限元分析、流体分析软件的数据交换;Solidworks 环境下提供的文件格式EPRT 或EASM 格式可以将Solidworks文件转变为可执行文件,从而实现与外界的数据共享。
该软件最大的特点是简单易学,Solidworks 软件从1997 年面世就受到广大工程技术人员的喜爱,它是参数化特征造型软件的新秀。
SolidWorks 软件包含零件建模、装配设计、工程图与钣金等模块,还与高级图像渲染软件PhotoWorks,高级有限元分析软件Simulation,机构运动学分析软件Motionworks,产品数据管理(PDM)软件SmarTeam,以及数控加工等软件无缝集成。
SolidWorks还首创了自上而下的全相关设计,并凭借高效运行的装配设计使之成为实作技术。
2.2 有限元分析法有限单元法是在当今科学技术发展和工程分析中获得最广泛应用的数值计算方法,它是用计算机把复杂的零件形体自动分割成有限个形状简单的单元,然后逐个分析、计算这些小单元体的变形,并按一定的关系求得零件的总变形。
由于它的通用性和有效性,理论基础牢靠,物理概念清晰,解决问题效率高,能为工程师在设计阶段掌握产品性能、优化产品的结构,缩短设计试验周期,使设计制造的产品具有较强的竞争力等优点,因而受到工程技术界的高度重视。
伴随着计算机科学和技术的快速发展,现己成为计算机辅助工程和数值仿真的重要组成部分。
2.2.1 有限元原理有限元分析法的基本原理是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
DEFORM-3D的简介Deform(Design Enviroment for Forming)有限元分析系统是美国SFTC公司开发的一套专门用于金属塑性成形的软件。
通过在计算机上模拟整个加工过程,可减少昂贵的现场试验成本,提高工模具设计效率,降低生产和材料成本,缩短新产品的研究开发周期。
Deform软件是一个高度模块化、集成化的有限元模拟系统,它主要包括前处理器、模拟器、后处理器三大模块。
前处理器:主要包括三个子模块(1)数据输入模块,便于数据的交互式输入。
如:初始速度场、温度场、边界条件、冲头行程及摩擦系数等初始条件;(2)网格的自动划分与自动再划分模块;(3)数据传递模块,当网格重划分后,能够在新旧网格之间实现应力、应变、速度场、边界条件等数据的传递,从而保证计算的连续性。
模拟器:真正的有限元分析过程是在模拟处理器中完成的,Deform运行时,首先通过有限元离散化将平衡方程、本构关系和边界条件转化为非线性方程组,然后通过直接迭代法和Newton-Raphson法进行求解,求解的结果以二进制的形式进行保存,用户可在后处理器中获取所需要的结果后处理器:后处理器用于显示计算结果,结果可以是图形形式,也可以是数字、文字混编形式,获取的结果可为每一步的有限元网格;等效应力、等效应变;速度场、温度场及压力行程曲线等DEFORM软件操作流程(1)导入几何模型在DEFORM-3D软件中,不能直接建立三维几何模型,必须通过其他CAD/CAE软件建模后导入导DEFORM系统中,目前,DEFORM-3D的几何模型接口格式有: ①STL:几乎所有的CAD软件都有这个接口。
它由一系列的三角形拟合曲面而成。
②UNV:是由SDRC公司(现合并到EDS公司)开发的软件IDEAS制作的三维实体造型及有限元网格文件格式,DEFOEM接受其划分的网格。
③PDA:MSC公司的软件Patran的三维实体造型及有限元网格文件格式。
MSC 篇一PATRANPatran是世界上使用最广泛的有限元分析(FEA)预/后处理软件,能够提供实体建模,网格划分,以及为MSC Nastran,Marc, Abaqus, LS-DYNA, ANSYS,和Pam-Crash提供分析设置。
负责创建和分析仿真原型的设计师,工程师和CAE分析师面临着大量的乏味的和耗费时间的任务。
其中包括CAD几何转换,几何清理,手动网格划分过程,装配连接定义,以及为准备工作编辑输入文件,从而进行分析。
预处理仍然被认为是CAE技术最耗费时间的方面,最多能耗费用户时间的60%。
把结果组合成同事和管理人员可以共享的报告,仍然是一个劳动力非常密集,而且乏味的工作。
Patran提供了丰富的工具,能够简化线性,非线性,显式动态方法,热求解器,以及其他有限元求解器的分析。
Patran提供的几何清理工具能够使工程师可以轻松处理CAD中的缝隙和裂片,实体建模工具能够从头创建模型,从而Patran 使得任何人都可以创建有限元模型。
使用全自动网格划分系统可以很容易在平面和立体上创建网格划分(包括十六网格网格划分),手工方法能够提供更多的控制权,或者两者的组合。
最后,最流行的有限元求解器的荷载,边界条件和分析设置是内置的,能够最大限度地减少输入文件的编辑。
Patran的综合性和行业测试功能可以确保您的仿真原型创造可以快速提供结果,以便使您可以根据需求进行产品性能评估和优化您的设计。
功能包括:1、高效有限元几何模型创建工具Patran除了包含生成有限元几何模型的直接CAD存储功能之外,还包含一套高级的有限元几何模型创建工具。
Patran的有限元模拟系统允许用户直接存取几何模型,并迅速开发平面和立体的有限元网格。
通过直接存取,几何仍然保持原来的格式的完整,没有进行任何翻译或修改而直接导入到Patran数据库中。
同时还提供多种工业标准的几何交换格式支持。
几个CAD系统和交换格式有直接输入CAD参数化实体的选项。
CAE软件概述及非线性有限元软件介绍CAE软件通常可分为分析软件和行业专用软件。
它从功能上可分为求解器软件和前后处理软件。
从应用方向和领域上有可以分为主要面向结构领域的有限元分析(FEA)软件和针对流体力学领域的计算流体力学分析(CFD)软件,以及解决多物理场耦合问题的多场耦合分析软件。
通用软件是可以对多种类型的产品和工程问题的物理力学性能进行分析,模拟,预测,评价和优化,以实现产品技术创新的软件,它以覆盖的应用范围广而著称。
通用软件可以说是琳琅满目,目前在国际上被市场认可的通用FEA软件主要包括:美国MSC公司的MSC.NASTRAN, MSC.MARC, MSC.DYTRAN, MSC.ADAMS. MSC.FATIGUE. 美国ANSYS公司的ANSYS,AUTODYN, 法国DASSAULT SYSTEMS公司的ABAQUS,美国LSTC公司的LS-DYNA,美国NEI公司的NEiNASTRAN,比利时SAMTECH公司的SAMCEF,美国ADINA公司的ADINA,法国ESI公司的PAMCRASH,美国Altair公司的OPTISTRUC,RADIOSS和美国EDS公司的I-DEAS等。
这些软件都有着各自的特点,在行业内,一般将其分为线性分析软件,一般非线性分析软件和显式高度非线性分析软件。
例如,NASTRAN, ANSYS, SAMCEF/LINEAR都在线性分析方面具有自己的优势;而MARC,ABAQUS, SAMCEF/MECANO和ADINA则在非线性分析方面各具特点。
其中,MARC和ABAQUS被认为是最优秀的非线性求解软件;SAMCEF/MECANO在弹性体和刚体耦合非线性分析方面见长;LS-DYNA. MSC.DYTRAN. ABAQUS/EXPLICIT. PAMCRASH和RADIOSS是显式高度非线性分析软件的代表;LS-DYNA在结构分析方面见长,是汽车碰撞房子(CRASH)和安全性分析(SAFETY)的首选工具;而MS.DYTRAN则在流固耦合分析方面见长,在汽车缓冲气囊和国防领域应用广泛。
•Pro/ENGINEER 的结构强度仿真包S l Si l i O i 模块介绍-结构强度分析仿真(有限元分析)-Structural Simulation Option •产品功能:静态, 模态及动态响应线性及非线性分析自动控制分析结果的质量精确模型再现参数化优化结果研究全相关H 单元FEA 结算器在熟悉的Pro/ENGINEER 环境中与其他CAD 系统提供接口可将运动分析结果传送到结构分析客户得到的好处:尽早对设计进行深入分析并改进产品设计工程师的分析工具 减少实物样机成本Structure结构受力分析模拟产品在真实工况下(如静止或受力平衡状态)针对特定载荷和约束条件表现出来的性能。
分析领域–结构强度与变形分析–大变形分析–接触分析–橡胶材料的非线性弹性分析敏度和分析–灵敏度和优化分析Structure结构受力分析案例1:齐齐哈尔机车•整体设备应力分布云图。
应力分布趋势一目了然;各点受力数值均可获得;案例2:北京煤矿机械厂,液压支架整机分析1、用户:航天部五院504所案例3:航天部五院504所-检验总结:方便简单2、课题:某型号卫星天线振动试验支架设计3、课题难点:由于卫星天线振动试验要求非常严格,所以对试验设备的要求非常苛刻,既要满足强度、刚度的要求,又要满足重量轻的要求。
4、传统方法:用当今世界权威软件进行分析。
缺点:该软件设计功能弱,需要在ProE中设计完零件,再转换到该平台下分析,分析时抽中面非常困难,需一周时间;特征描述不清。
5、目前方法:用ProE设计完后,直接用Mechanic进行分析。
好处:无需数据转换,直接分析计算;自动划分网格,几何元更能表达产品的真实形状;分析计算和设计模型全相关;可以对关键参数进行敏度分析,优化设计,方便减轻重量、提高强度和刚度。
仅用一天时间就完成了分析验证工作。
6、分析结果:用Pro/Mechanic分析的产品固有频率为273Hz,试验测试该产品的固有频率为269Hz,误差为2%,对于工程应用来说计算值和实际值误差小于10%,计算值就可用。
Solidworks有限元分析应用介绍前言去年以来,如何解决某型传动轴在市场上出现断轴问题,以及无成熟经验的10000Nm级传动轴设计等客观现实要求我们掌握一套较好的强度计算方法。
我们试着用Solidworks simulation对该传动轴进行有限元分析,结果与实验基本一致,这件案例对我们鼓舞很大。
我们意识到,应用最简单、最初级的计算机有限元分析也可以解决我们以前用很复杂的方法都无法解决的问题。
我们也对内部其他科研单位进行了初步了解,与某大学也曾经进行过这方面项目合作。
我感到就我们周围小圈子来说,真正将计算机有限元应用到生产实际中的非常少,而我们这一年来的尝试还是有非常大的成果的。
因此,希望通过这篇课件引导技术人员对计算机有限元分析产生兴趣,并应用到自己的工作中。
任何一个正规的有限元分析软件其功能都是很丰富的,我们的这些应用确实还很初级,仅是一些经验之谈。
希望大家在应用过程中认真研究,争取达到更高层级的应用。
本课件仅起抛砖引玉的作用。
一项新的技术应用(至少对我们不熟悉的人来说是新的)需要广大技术人员静下心来潜心研究,反复尝试,不怕辛苦,一旦有所成果即可成为我们技术水平上台阶的契机,希望大家踊跃应用计算机有限元分析解决工作中的问题。
一、典型案例----某型传动轴强度提升某型传动轴在市场上出现多次断轴现象,如下图所示。
我们对断裂故障进行了全面分析,也对该型号传动轴做了静扭试验(12000Nm在同样部位断裂)。
为了尽快解决断轴问题,我们从预紧力、材料硬度等方面进行了改进。
对于传动轴结构是否存在改进空间,改进后能提升多少,我们试着用solidworks simulation 进行了有限元分析。
根据以上分析,在现有锻坯及材料条件下,通过结构改进可以将强度提升28%。
我们根据以上计算结果,对设计改进,改进后样件静扭试验达到了16000Nm,提升33%。
与有限元计算结果基本相符。
二、加载solidworks的有限元分析模块simulation方法1:打开solidworks软件----点工具----点插件,方法2:进入【控制面板】-【程序】-【程序和功能】,找到solidworks 并选中,选择“更改”选择“修改单机安装(在此计算机上)”,点击下一步关闭网络,点击下图中的“取消”按钮选择需要的模块,点击下一步进行安装三、利用solidworks进行有限元分析操作步骤1、打开要分析的装配体2、点simulation,点新算例,点静应力分析3、应用材料到所有4、选合金钢(SS)或其它材料5、选连接--零部件接触---右键点全局接触---编辑定义----一般选无穿透6、右键夹具---固定几何体---在模型上选固定面7、右键外部载荷---选载荷(力、力矩...)8、右键网格---生成网格---9、点运行10、运行结果如下对零件状态模型的有限元分析其流程同装配体一样,但是不用再对接触进行定义,计算速度也更快一些。