根據(jù)機械實際工作分析有限元軟件的作用

1、根據(jù)機械實際工作分析有限元軟件的作用 【摘 要】目前，在計算工程科學領域里有限元分析軟件是特別有成效的現(xiàn)代化計算方式，文章主要討論了有限元分析在基礎上對機械構造實行的優(yōu)化方式，并論述了根據(jù)部分軟件檢驗其效率的過程。 【關鍵詞】有限元；分析軟件；機械 由于現(xiàn)代社會對計算機技術普遍使用，有限元分析工程設計與分析也隨著得到了重視，最早將有限元分析方法運用起來是在求解線性結構問題上，對結構場和流場的有限元分析結果實交叉迭代求解，在cae軟件上藕合場將是其以后的進展方向。機械開發(fā)商即使消耗大量的資金在軟件功能上，還是不能更好的滿足顧客的需求，為此機械開發(fā)商必須清楚了解了顧客的實質(zhì)狀況才能針對性的對軟件運

2、用創(chuàng)新的有限元計算方式。既能精確的解決復雜的本構行為，又能更好的適用于材料在快加載速度下的斷裂問題。增強機械加工數(shù)據(jù)處理功能，研究開發(fā)求解非固體力學和交叉學科的fea程序，為可視化圖形技術開發(fā)提供了強有力的工具。有限元方法形態(tài)相當豐富，新產(chǎn)品設計與產(chǎn)品開發(fā)的需求越來越嚴格，有限元分析技術正逐步的大量用于機械軟件中。ansys是最為通用和有效的商用有限元軟件之一，利用虛擬成形試樣產(chǎn)品等功能而通過機械動態(tài)優(yōu)化設計，使產(chǎn)品能快速響應市場.并在最短的時間內(nèi)以較高性能價格比的產(chǎn)品占領市場，是當今企業(yè)得以生存和發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。 1 結構優(yōu)化設計與有限元法 有限元法其實就是將整體的系統(tǒng)進行分解，分別對每個環(huán)

3、節(jié)進行相似的解答，應用有限元方法將工作運行中的槳葉按正規(guī)方式進行組裝，就產(chǎn)生原有系統(tǒng)的分析，經(jīng)過網(wǎng)格的劃分與分析等計算步驟得出類似的系統(tǒng)，這就形成了相應的數(shù)值模型。優(yōu)化問題是通過優(yōu)化模型的建立，運用各種優(yōu)化方法，通過迭代計算，得到最優(yōu)設計方案。目標函數(shù)以最小化的函數(shù)，依據(jù)尺寸、制造費用等性能準則，設計變量通常包括幾何尺寸、材質(zhì)、載荷位置、約束位置等，根據(jù)設計變量的準則來判斷設計的模型響應參數(shù)項通常包括內(nèi)力、位移等，機械結構常采用51mo采集方式進行模態(tài)分析。信號采集不可避免地含有噪聲信號。在信號采集過程。 2有限元分析法在機械制造中的具體應用 2.1在機械結構系統(tǒng)中的應用 有限元分析法計算機械

4、結構系統(tǒng)受到外力負載結果，判斷是否符合設計要求。由于機械結構系統(tǒng)的幾何結構相當復雜，負載也相當多，依據(jù)理論分析往往無法進行。有限元軟件多種求解器分別適用于不同的問題及不同的硬件配置，計算功能支持分布式并行適合于大型機械制造與加工環(huán)節(jié)的計算。機械加工中處理中建模的順序也就應該是與命令菜單編排相同的順序，建立模型劃分網(wǎng)格，將不同類型的單元混合使用。在通用后處理器中生成動畫，計算結果的變形動畫，通過簡單的菜單完成，輸人參數(shù)，然后通過關鍵點生成梁實體模型。本實驗利用了ansys軟件對矩形截面梁結構進行靜力有限元分析。熟悉了有限元的建模、求解及結果分析的步驟和方法；同時加深了有限元理論關于網(wǎng)格劃分概念、

5、劃分原則等的理解。ansys的學習、應用是一個系統(tǒng)、復雜的工程，由于它涉及到多方面的知識，所以在學習ansys的過程中一定要對ansys所涉及到的一些理論知識有一個大概的了解以加深對ansys的理解。 2.2 在機械動力學中的應用 建模機械結構的動力學模型可采用試驗建模、解析建模及二者的混合建模方法建立。試驗建模隨著試驗模態(tài)測試技術的發(fā)展，測試精度為機械結構的動特性分析提供了可靠的基礎。但是以試驗模型進行動態(tài)優(yōu)化設計相當困難。解析模型可利用有限元法等分析途徑加以建立，有限元法成為機械結構主要的分析建模方法。但是精度還不能完全滿足要求，為充分發(fā)揮有限元理論分析的各自優(yōu)勢，用試驗模態(tài)分析結果檢驗與

6、修改有限元模型，以動態(tài)子結構法為基礎，建立結構系統(tǒng)的混合動力學模型。采用試驗模態(tài)分析修改有限元模型，建立結構系統(tǒng)合理的動力學模型。使其更符合機械結構的實際邊界條件。混合建模方法是已成為機械結構建模實用、可靠的建模方法。可以模擬絕大部分工程材料的線形和非線形行為，進行靜態(tài)和動態(tài)分析，讓后用于合適的分析類型，進行生存力分析和疲勞壽命預估；析架的實際構造的每個節(jié)點都受一個平面匯交力系的作用，計算梅架內(nèi)某個桿件所受的內(nèi)力，可以認識析架的概念及計算方法，在機械設計中發(fā)揮具體的作用。 2.3機械動態(tài)優(yōu)化優(yōu)化設計，建立有限元分析模型 設計過程中根據(jù)上吊裝件在實際應用中的約束情況，啟動有限元分析算例，將鋼板面

7、、接點、無縫管焊接處等進行仿真模擬約束，可以有效地解決各種約束條件控制的各類結構的尺寸、形狀，適用于實際工程結構優(yōu)化的軟件也在發(fā)展之中，針對機械優(yōu)化問題的復雜性，歸結為模糊非線性規(guī)劃，有限元法和試驗模態(tài)分析方法緊密結合，建立模態(tài)坐標和模態(tài)綜合的理念，這些方法在實際機械制造中得以廣泛應用。 2.4有限元分析與機械動力學分析 例如：汽車車輪是汽車的重要部件，他的材料和制造質(zhì)量不僅直接關系到人的安全，應盡可能減輕其質(zhì)量和美化其美觀。汽車鋼圈在使用中強度低面被損壞，具統(tǒng)計表明，輪輻出現(xiàn)裂紋的位置相對也比較集中，由于鋼圈受力比較復雜，采用有限元方法，這種補貼貼可功不可沒采用自頂向下的建模方法，對原產(chǎn)品研

8、究來發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的不足以改進產(chǎn)品，可以說的比較具體的。而我們研究的結果是理論最終指導設計和改進其結構。 隨著有限元分析方法在機械領域的不斷應用，機械產(chǎn)品要求的也不斷提高，有限元分析方法的結構動力學分析高速壓片機的振動、噪音問題，推動機械產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率的提升。通過介紹重要部件的有限元仿真計算處理，克服了有限元分析軟件的cad功能較差的缺點，提高了機械設計的效率，這些軟件對于大型工程機械的設計制造都有一定的現(xiàn)實意義。 參考文獻： 1張力主編.有限元法及ansys程序應用基礎，北京：科學出版2008.， 2劉揚，劉巨保.羅敏編著.有限元分析及應用m.北京：中國電力出版社，2008. 3劉洪文主編.材料力學第四版m.