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、高質量的對CAD模型進行網格劃分的功能。包括四種網格劃分方法:延伸劃分、映像劃分、自由 劃分和自適應劃分。延伸網格劃分可將一個二維網格延伸成一個三維網格。映像網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格控制,生成映像網格。ANSYS程序的自由網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格不匹配帶來的麻煩。自適應網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格,分析、估計網格的離散誤差,然后重新定義網格大小,再次分析計算、估計網格的離散誤差,直至誤差 低于用戶定義的值或達到用戶定義的求解次數。
目前在工程技術領域內常用的數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]。有限元法經過40多年的發展,理論已經相當完善。科技人員將有限元理論、數值計算技術和計算機輔助技術等相結合,開發出了一批通用的有限元軟件,這些軟件已經被廣泛應用于國民經濟建設的許多行業中。
有限元法是隨著電子計算機的發展而迅速發展起來的一種現代計算方法,在上個世紀50年代首先在連續體力學領域一飛機結構靜、動態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、流體力學等連續性問題[J]。
ANSYS軟件可以對機械結構的靜、動態力學特性進行分析。靜力分析是用于靜態載荷。可以考慮結構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。模態分析是計算線性結構的自振頻率及振形。譜分析是模態分析的擴展,用于計算由于隨機振動引起的結構應力和應變[3]。在機械結構動力學分析中,利用彈性力學有限元建立結構的動力學模型,進而可以計算出結構的固有頻率、振型等模態參數以及動力響應。
有限元分析技術及其軟件(ANSYS)的應用可以增加工程的可行性和裝備產品的可靠性,在零件設計后就可以通過模擬發現問題,并進行設計優化,減少了試驗經費,降低了產品開發的成本,縮短了投向市場的時間。因而,大力推進有限元分析技術的科學研究和工業化應用將是發展的趨勢[4]。...