今天給各位分享節(jié)點有限元分析約束面的知識,其中也會對有限元分析的節(jié)點是什么意思進行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!,本文目錄一覽:,1、,對一個軸進行有限元分析,2、,在Patran中對一個齒輪軸建模,怎樣約束齒輪和軸的相對轉(zhuǎn)動?
今天給各位分享節(jié)點有限元分析約束面的知識,其中也會對有限元分析的節(jié)點是什么意思進行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!
本文目錄一覽:
- 1、對一個軸進行有限元分析
- 2、(有限元分析)在Patran中對一個齒輪軸建模,怎樣約束齒輪和軸的相對轉(zhuǎn)動?
- 3、大神,abaqus過約束怎么解決?
- 4、solidworks有限元分析怎么設(shè)置離散圖解
對一個軸進行有限元分析
首先畫網(wǎng)格,輸入輸出端需要建假體。有軸承把軸承模型也建出來(具體看你實例,比如軸短 載荷大軸承剛度影響就很大了 類似直驅(qū)風(fēng)力機主軸)
其次給材料屬性
然后約束,如果有軸承模型在軸承外圈節(jié)點固支,沒有則根據(jù)軸承特性加約束 例如:軸承止推則約束軸向平移自由度,約束范圍為軸承內(nèi)圈和軸接觸部位。最后軸承輸出端約束扭轉(zhuǎn)方向自由度。約束可以通過多點約束將約束面節(jié)點和中心節(jié)點關(guān)聯(lián),定義中心節(jié)點就可以了。
載荷:按照你分析的工況設(shè)定每個工況載荷或逐次計算各個工況,加載點就在軸輸入端假體上,比如你是分析車軸,要建一部分和軸相連的輪轂?zāi)P?,通過多點約束加載在輪轂上,加載中心看你載荷定義的位置。大致情況就是這樣
(有限元分析)在Patran中對一個齒輪軸建模,怎樣約束齒輪和軸的相對轉(zhuǎn)動?
昆侖峰你好,又見到你了,世界真小
以下轉(zhuǎn)自NUAA
1.怎樣使軸管在軸上產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動?
如果你是用LS-DYNA做求解,那么可以使用*INITIAL_VELOCITY_NODE這個關(guān)鍵字,將軸管的所有節(jié)點設(shè)置繞軸方向的轉(zhuǎn)動。除此之外,*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION也可以實現(xiàn)初始速度的加載,這個關(guān)鍵字功能更強一點,你可以去參考一下手冊。如果用NASTRAN的話,類似的關(guān)鍵字是TIC,用法基本相同。
2.怎樣使齒輪與軸管的相對位置固定(就是說齒輪轉(zhuǎn),軸管跟著一起轉(zhuǎn))?
按你說的,小齒輪是從動的,那么齒輪與軸管建模的時候是貼合在一起的,齒輪的內(nèi)表面與軸管的外表面是共面或重合的:a:如果共面,那么直接畫完網(wǎng)格之后,他們便是一個整體,保證聯(lián)動的;b:如果是重合面,那么畫完網(wǎng)格之后要合并節(jié)點。當(dāng)然,這兩種做法都是不考慮接齒輪和驟管結(jié)合面互相作用的影響。如果要考慮他們之間的影響,那么不能這么做了。要設(shè)置他們之間的接觸。
3. 我關(guān)心的是軸管和軸之間是什么關(guān)系?模型中看不出來,應(yīng)該是用軸承連接吧,軸承如果簡化的話,就要用多點約束來實現(xiàn)軸管和軸連接關(guān)系。MPC可以參看手冊,具體沒用過。
話網(wǎng)格的時候注意下:創(chuàng)建meshseed,讓兩個體之間共面的網(wǎng)格點重合
對可以相對運動的接觸面,不要刪除重復(fù)節(jié)點
有約束的面視情況而定,看是用rbe3,還是怎樣。。。
ps:對這樣的模型最好用group,好檢察和操作
pps:如果有兩個體之間是可以相對運動的,對應(yīng)的剛度矩陣是奇異的,這個要小心
大神,abaqus過約束怎么解決?
錯誤提示說明節(jié)點有限元分析約束面你有5個節(jié)點同時屬于多個coupling或者tie節(jié)點有限元分析約束面的從面中節(jié)點有限元分析約束面,找到這5個節(jié)點,去掉耦合或綁定。
可以在后處理中,打開這個計算錯誤節(jié)點有限元分析約束面的odb,在顯示組中,找到ErrNodeOverconTieSlave這個節(jié)點集,就能看到是那5個節(jié)點。
有限元分析軟件
有限元分析是基于結(jié)構(gòu)力學(xué)分析迅速發(fā)展起來節(jié)點有限元分析約束面的一種現(xiàn)代計算方法。它是50年代首先在連續(xù)體力學(xué)領(lǐng)域--飛機結(jié)構(gòu)靜、動態(tài)特性分析中應(yīng)用的一種有效的數(shù)值分析方法。
隨后很快廣泛的應(yīng)用于求解熱傳導(dǎo)、電磁場、流體力學(xué)等連續(xù)性問題。有限元分析軟件最流行的有:ABAQUS、ANSYS、MSC、三個比較知名比較大的公司。
solidworks有限元分析怎么設(shè)置離散圖解
solidworks有限元分析應(yīng)用于機械、汽車、家電、電子產(chǎn)品、家具、建筑、醫(yī)學(xué)骨科等產(chǎn)品設(shè)計及研發(fā)。其作用是:確保產(chǎn)品設(shè)計的安全合理性,同時采用優(yōu)化設(shè)計,找出產(chǎn)品設(shè)計最佳方案,降低材料的消耗或成本;
在產(chǎn)品制造或工程施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問題; 模擬各種試驗方案,減少試驗時間和經(jīng)費;
是產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)的核心技術(shù)??窗寰W(wǎng)根據(jù)超過十年的項目經(jīng)驗和培訓(xùn)經(jīng)驗,提醒各位朋友,有限元分析,不同于繪圖。以下是看板網(wǎng)總結(jié)的solidworks有限元分析使用方法,希望對大家有用。
一、軟件形式:
(一)solidworks的內(nèi)置形式:
SimulationXpress——只有對一些具有簡單載荷和支撐類型的零件的靜態(tài)分析。
(二)SolidWorks的插件形式:
SimulationWorks Designer——對零件或裝配體的靜態(tài)分析。
SimulationWorksProfessional——對零件或裝配體的靜態(tài)、熱傳導(dǎo)、扭曲、頻率、掉落測試、優(yōu)化、疲勞分析。
SimulationWorks AdvancedProfessional——在SimulationWorksProfessional的所有功能上增加了非線性和高級動力學(xué)分析。
(三)單獨發(fā)行形式:
Simulation DesignSTAR——功能與SimulationWorks Advanced Professional相同。
二、使用FEA的一般步驟:
FEA=Finite Element Analysis——是一種工程數(shù)值分析工具,但不是唯一的數(shù)值分析工具!其它的數(shù)值分析工具還有:有限差分法、邊界元法、有限體積法等等。
方法/步驟
1
(一)建立數(shù)學(xué)模型
有時,需要修改CAD幾何模型以滿足網(wǎng)格劃分的需要,(即從CAD幾何體→FEA幾何體),共有下列三法:
1、特征消隱:指合并和消除在分析中認(rèn)為不重要的幾何特征,如外圓角、圓邊、標(biāo)志等。
2、理想化:理想化是更具有積極意義的工作,如將一個薄壁模型用一個平面來代理(注:如果選中了“使用中面的殼網(wǎng)格”做為“網(wǎng)格類型”,SimulationWorks會自動地創(chuàng)建曲面幾何體)。
3、清除:因為用于劃分網(wǎng)格的幾何模型必須滿足比實體模型更高的要求。如模型中的細(xì)長面、多重實體、移動實體及其它質(zhì)量問題會造成網(wǎng)格劃分的困難甚至無法劃分網(wǎng)格—這時我們可以使用CAD質(zhì)量檢查工具(即SW菜單:
Tools→Check…)來檢驗問題所在,另外含有非常短的邊或面、小的特征也必須清除掉(小特征是指其特征尺寸相對于整個模型尺寸非常?。〉绻治龅哪康氖钦页鰣A角附近的應(yīng)力分布,那么此時非常小的內(nèi)部圓角應(yīng)該被保留)。
2
(二)建立有限元模型,即FEA的預(yù)處理部分,包括五個步驟:
1、選擇網(wǎng)格種類及定義分析類型(共有靜態(tài)、熱傳導(dǎo)、頻率…等八種類別)——這時將產(chǎn)生一個FEA算例,左側(cè)瀏覽器中之算例名稱之后的括號里是配置名稱;
2、添加材料屬性: 材料屬性通常從材料庫中選擇,它不并考慮缺陷和表面條件等因素,與幾何模型相比,它有更多的不確定性。
(1)右鍵單擊“實體文件夾”并選擇“應(yīng)用材料到所有”——所有零部件將被賦予相同的材料屬性。
(2)右鍵單擊“實體文件夾”下的某個具體零件文件夾并選擇“應(yīng)用材料到所有實體”——某個零件的所有實體(多實體)將被賦予指定的材料屬性。
(3)右鍵單擊“實體文件夾”下具體零件的某個“Body”并選擇“應(yīng)用材料到實體”——只有該“Body”被賦予指定的材料屬性。
3、施加約束:定義約束是最容易產(chǎn)生誤差的地方。通常的誤差來自于過約束模型,其后果是:結(jié)構(gòu)過于剛硬并低估了實際變形量和應(yīng)力值。對裝配體而言,還要定義“接觸/間隙”這種特殊的“約束”。約束的目的是禁止模型的剛體位移。
在SimulationWorks中共有十種約束(不包括“接觸/間隙”)。它也意味著處于指定的“點、線、面”上的全部這些節(jié)點所受到的約束。
約束符號中的箭頭表示“平移”約束,而圓盤則表示“回轉(zhuǎn)”約束(實體單元的每個節(jié)點僅有3個移動自由度,而殼單元有6個自由度)。
對“Solid
mesh”而言,因為節(jié)點無轉(zhuǎn)動自由度,所以選擇“固定”和“不可移動”的效果是完全一樣的。定義完約束之后,模型的空間位置就被固定下來了。此時,模型不可能再發(fā)生除彈形變形之外的位移(在FEA的靜態(tài)分析中,可能存在的也只能是彈形位移),稱之為“模型沒有剛體位移”。
4、定義載荷:在現(xiàn)實中,只能大概地知道載荷的大小、分布、時間依賴關(guān)系。所以,必須在FEA分析中通過簡化的假設(shè)做出近似的估計。因此,定義載荷會產(chǎn)生較大的建模誤差(理想化誤差)。
注:前面的四項統(tǒng)稱為FEA分析的“預(yù)處理”,它們的不確定性程度從高到低依次為:約束、載荷、材料、幾何模型。
5、網(wǎng)格劃分:
(1)SimulationWorks中只有兩類單元:一階單元(草稿品質(zhì)單元)和二階單元(高品質(zhì)單元)?;颍簩嶓w四面體單元和三角形殼單元。這樣,SimulationWorks共有四種單元類型:一階實體四面體單元(只有4個角節(jié)點,1個高斯點)、二階實體四面體單元(有4個角節(jié)點和6個中間節(jié)點,共計10個節(jié)點,4個高斯點)、一階三角形殼單元(只有3個角節(jié)點,1個高斯點)、二階三角形殼單元(有3個角節(jié)點和3個中間節(jié)點,共計6個節(jié)點,3個高斯點)——這里的四面體不一定是正四面體,而三角形也不一定是正三角形。此外,二階單元的邊和面都可以是曲線形狀,以模擬單元因加載而變形的實際情形。
(2)單元的品質(zhì)可通過SW菜單: SimulationWorks→Options…→選Mesh標(biāo)簽…
(3)一般FEA中擁有最少節(jié)點的單元是橫梁單元,它只有2個節(jié)點(即梁的兩個端點),但每個節(jié)點處均有6個自由度(即三個平移分量加三個轉(zhuǎn)動位移分量)。
(4)二階實體四面體單元和二階三角形殼單元適用于曲線形的幾何體。
(5)某些類型的形狀既可以使用實體單元也可以使用殼單元,具體選用什么類型的單元取決于分析的目的。然而,通常情況下,幾何體的天然形狀決定了所使用的單元類型,比如,一些鑄件只能用實體網(wǎng)格劃分,而一張金屬板材最好使用殼單元。
(6)有限單元網(wǎng)格中的自由度是指單元節(jié)點的自由度。實體單元的每個節(jié)點有三個自由度(三個平移分量),殼單元的每個節(jié)點有六個自由度(三個平移分量加三個轉(zhuǎn)動位移分量)。節(jié)點的位移即為這些分量的幾何合成矢量。
(7)在進行網(wǎng)格劃分時,單元在匹配幾何體的過程中會經(jīng)歷變形扭曲,但過度的扭曲會導(dǎo)致單元的惡化,從而導(dǎo)致計算量徒增和計算精度大大地降低,甚至?xí)o法計算。為此,需要通過控制默認(rèn)單元的大小(即SW菜單:
SimulationWorks→Mesh→Create…,其中:Coarse對應(yīng)大,F(xiàn)ine對應(yīng)?。┗驊?yīng)用局部網(wǎng)格控制(即SW菜單:
SimulationWorks→Mesh→Apply Control…)來避免單元的過度扭曲。
(8)網(wǎng)格質(zhì)量保證:包括長寬比檢查和Jacobian檢查, 這些檢查由程序自動執(zhí)行。
長寬比檢查:正四面體的長寬比通常被用做計算其它單元的長寬比。一個單元的長寬比定義為:四面體的最長邊的長度值/四面體的頂點到其相對面的法向距離的最小長度值。這里,頂點的相對面需用正四面體正則化,并假定四面體的4個角點之間用直線相連。非常小的正四面體單元的長寬比可近似地認(rèn)為是1.0。作為長寬比檢查的一部分,SimulationWorks還自動執(zhí)行邊長檢查、內(nèi)切圓和外接圓檢查,以及法向長度檢查。
Jacobian檢查:即檢查雅可比行列式的值,用于判斷單元的彎曲程度。一個極端扭曲單元的雅可比行列式是負(fù)值,而負(fù)的雅可比行列式會導(dǎo)致FEA程序的終止。Jacobian檢查是基于一系列點(高斯點或節(jié)點),這些點位于每個單元中。通常情況下,雅可比率小于或等于40是可以接受的。SimulationWorks會自動調(diào)整扭曲單元的中節(jié)點位置,以確保所有的單元能通過雅可比檢查。在二次單元中,單元邊界上的中節(jié)點放置在真實的幾何體上;但在尖劈和彎曲邊界,將中節(jié)點放置在真實幾何體上會導(dǎo)致產(chǎn)生邊緣下相互重疊的扭曲單元。對正四面體而言,所有中節(jié)點均精確地定位在直邊中點,其雅可比率為1.0,隨著邊緣曲率的增加,其雅可比率也增大。Jacobian檢查設(shè)置可通過SimulationWorks→options…→Mesh標(biāo)簽來實現(xiàn)。
(9)局部網(wǎng)格控制:由三個參數(shù)來控制——所選實體的單元尺寸、層與層之間的單元尺寸比、受局部優(yōu)化影響的單元層數(shù)。它們的缺省值分別為2.2、1.5、3。網(wǎng)格控制可用在點(頂點)、線(邊界)、面(表面)、及裝配體組件上。三個控制參數(shù)可通過命令:SimulationWorks→Mesh→Apply
Control…來實現(xiàn)。為了找出仍在工作的最大單元,可勾選SimulationWorks→options…→Mesh標(biāo)簽中的Automatic
Looping選項,“自動為實體循環(huán)”功能要求網(wǎng)格劃分程序利用更小的全局單元尺寸網(wǎng)格對模型進行重新劃分,用戶可以控制:循環(huán)實驗的最大次數(shù)、全局單元尺寸每次減少的幅度、公差。
對于應(yīng)用于組件的網(wǎng)格控制由“Componentsignificance
(零件有效數(shù))”來定義,對于不同的Slide位置,指示網(wǎng)格劃分程序選用不同的單元尺寸來對每個選定的組件進行網(wǎng)格劃分。但如果“use same
element size”已勾選,那么所有組件均按“網(wǎng)格控制”窗口中指定相同單元尺寸來進行劃分。
(10)實際的網(wǎng)格劃分過程,共分三個步驟:
第一步,評估幾何模型——檢查CAD幾何體有無缺陷;
第二步,處理邊界——即先將節(jié)點置于邊界上,這一步被稱做表面劃分;
第三步,創(chuàng)建網(wǎng)格——用四面體單元來填充實體體積。
(11)如果第一步失敗,則最有可能的是幾何模型錯誤,為了驗證幾何模型是否錯誤,以IGES輸出模型,觀察是否出現(xiàn)錯誤信息“處理修整的表面實體失敗”。
(12)如果第二步失敗,分兩種情況:i.在進度指示條到達最右端之前出現(xiàn)錯誤,則說明至少在一個面上的劃分出現(xiàn)錯誤,此時,右鍵單擊網(wǎng)格,選擇“失敗診斷”,以找出有問題的表面,再有分割線或網(wǎng)格控制來幫助劃分該表面;ii.在進度指示條到達最右端之后且在第三步開始之前出現(xiàn)錯誤,此時,需要將公差從5%(默認(rèn))到10%對單元尺寸進行增加后重新劃分網(wǎng)格,但如果公差為10%時仍舊失敗,則可以繼續(xù)增加公差,但最大不要超過25%。設(shè)置命令為:SimulationWorks→Mesh→Create…→…
(13)如果第三步失敗,則表明錯誤發(fā)生在體積填充階段。此時,可將單元尺寸公差從5%減少到1%,如果仍然失敗,則可以25%的幅度減少單元尺寸,并設(shè)公差為1%.
(14)“失敗診斷”工具只對實體單元有效,對殼單元不起作用。
(15) 從2008版開始,SimulationWorks實現(xiàn)了自動“局部網(wǎng)格控制”,因而“網(wǎng)格劃分”完全不再需要人工干預(yù)。
3
(三)求解有限元模型
在結(jié)構(gòu)分析中,F(xiàn)EA首先計算的是網(wǎng)格中每個節(jié)點的位移(矢量),再在此基礎(chǔ)上計算應(yīng)變和應(yīng)力等其它物理量;在熱分析中,F(xiàn)EA首先計算的是網(wǎng)格中每個節(jié)點的溫度(標(biāo)量),再在此基礎(chǔ)上計算溫度梯度和熱流等其它物理量.
一般如果模型可劃分網(wǎng)格,那么它就可以求解,但如果沒有定義材料或載荷,則求解會終止。解算器也可檢查出由于約束不足而引起的剛體運動。但剛體運動可用解算器選項來處理,比如,使用軟彈簧來穩(wěn)定模型,或使用平面內(nèi)作用、慣性卸除。影響選擇合適的解算器的五個因素:
1、問題的大小——通常,F(xiàn)FEPlus在處理自由度(DOF)超過100,000時,速度比較快。FFEPlus隨著問題的變大會變得更有效率。
2、計算機資源——在計算機可用的內(nèi)存足夠多時,DirectSparse解算器的速度比較快。
3、分析選項;
4、單元類型;
5、材料屬性——當(dāng)模型中使用的材料彈性模量差異較大時(比如鋼和尼龍),F(xiàn)FEPlus(迭代法)求解比DirectSparse(直接法)求解的精度低。
如果不能確定選擇哪個解算器是分析的最佳選擇時,可將解算器的類型設(shè)為“自動”。
選擇求解器的命令為:SimulationWorks→Options…→選Results標(biāo)簽.
4
(四)結(jié)果分析
對結(jié)果的正確解釋需要我們熟悉理解:i).各種假設(shè),如在靜態(tài)分析中的
材料線性假設(shè)、小變形假設(shè)、靜態(tài)載荷假設(shè);ii).簡化約定;iii).前面三步中產(chǎn)生的誤差,如建模誤差(也稱理想化誤差)、離散誤差(劃分網(wǎng)格時產(chǎn)生的誤差)、數(shù)值誤差(求解過程中產(chǎn)生的誤差)。在這三種誤差當(dāng)中,只有離散化誤差是FEA特有的,故只有這個誤差能夠在使用FEA時被控制——網(wǎng)格單元越小,離散誤差越低;影響數(shù)學(xué)幾何模型的建模誤差,是在FEA之前引入的,故只能通過正確的建模技術(shù)來控制;數(shù)值誤差(求解誤差)是在計算過程中產(chǎn)生的,難于控制,但它們通常比較小。
執(zhí)行“SimulationWorks→Options…→Results標(biāo)簽→Automatic Results Plots按鈕”,可確定要在程序界面中顯示的計算項目的結(jié)果。
結(jié)果中的波節(jié)應(yīng)力(Node values)是指單元節(jié)點上的應(yīng)力,而單元應(yīng)力(Element values)則是指單元高斯點上的應(yīng)力。
單元應(yīng)力和波節(jié)應(yīng)力一般是不同的,但若兩者相差過大,則說明網(wǎng)格劃分不夠精細(xì)。
解析解(用數(shù)學(xué)公式求出的解)只有在平面應(yīng)力假設(shè)下,板的厚度非常薄時才有效——因為它不考慮應(yīng)力沿板厚方向的分布(梯度分布:中間最大,兩邊緣最?。?,認(rèn)為板厚方向的截面上的應(yīng)力處處相等。所以,F(xiàn)EA解能夠比較真實地反映應(yīng)力的實際狀況。
節(jié)點有限元分析約束面的介紹就聊到這里吧,感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容,更多關(guān)于有限元分析的節(jié)點是什么意思、節(jié)點有限元分析約束面的信息別忘了在本站進行查找喔。