有限元分析應用 ppt

1、0/40 主主 講講 人：范壯壯人：范壯壯 導導 師：趙東老師師：趙東老師 授課老師：張清萍老師授課老師：張清萍老師 簡述有限元法及其應用 1/20有限元法的基本思想有限元法的基本思想1目目 錄錄 有限單元法的分析過程有限單元法的分析過程2結論結論4有限元法的案例分析有限元法的案例分析32/20基本思想基本思想 有限元法的基本思想是將計算域劃分為有限個互不重疊的單元,在每個單元內(nèi),選擇一些合適的節(jié)點作為求解函數(shù)的插值點,將微分方程中的變量改寫成由各變量或其導數(shù)的節(jié)點值與所選用的插值函數(shù)組成的線性表達式,借助于變分原理或加權余量法,將微分方程離散求解。采用不同的權函數(shù)和插值函數(shù)形式,便構成不同的

2、有限元方法。1 有限元法的基本思想有限元法的基本思想3/202 2 有限單元法的分析過程有限單元法的分析過程 有限單元法的分析過程概括起來可以分為以下有限單元法的分析過程概括起來可以分為以下六步：六步：定義參數(shù)創(chuàng)建幾何模型劃分網(wǎng)格 加載數(shù)據(jù)求解結果分析 3 金剛石鋸片離心力有限元分析 理論分析上一般將圓鋸片計算模型簡化為一個空心圓盤結構，圓鋸片的受力研究問題視為平面應力問題處理，這種簡化已得到業(yè)內(nèi)認可，并與實際基本吻合。 為了更為真實的反應圓盤鋸片的應力分布情況，取基體上開有小圓孔的鋸片進行有限元分析，此種圓鋸片通過選取合理的結構參數(shù)可以在散熱和工作穩(wěn)定性上取得較為理想的效果。 有限元分析方法

3、可以避免用經(jīng)典彈塑性力學公式進行計算時，難以考慮由于鋸片各種特殊結構可能造成的應力集中等對鋸片應力分布的影響，能更為真實的模擬鋸片的應力分布狀態(tài)。金剛石圓鋸片的相關結構參數(shù)如下表 1，材料特性如下表2，開孔鋸片模型如圖 1 所示： 加載轉(zhuǎn)速為: 1 440 r/min，由 ANSYS 分析我們可以得到圖 2 的結果. 由分析可知，在鋸片上加載轉(zhuǎn)速，鋸片基體常用材料為 65 Mn，(屈服強度）0.2 =410 MPa，考慮到開散熱孔和水槽等對鋸片強度的影響，取安全系數(shù)為 1.5，則許用應力= 0.2/1.5 約為 270 MPa，根據(jù)第三強度理論：1-3 ，由圖 2 中的分析所得到應力最大節(jié)點處的值為 4.17 MPa，遠遠小于金剛石圓鋸片基體的強度極限值. 這也可以從業(yè)內(nèi)有關研究資料上得到證實，如果單從轉(zhuǎn)速和鋸片強度角度考慮,單獨計算工作時所受的回轉(zhuǎn)應力,它們所引起的應力皆不足以造成鋸片的破壞,而由鋸片強度所決定的轉(zhuǎn)速遠遠高于目前鋸片工作時采用的轉(zhuǎn)速。對圓鋸片工作時回轉(zhuǎn)應力的計算, 已有資料從理論上進行過計算, 從理論計算和有限元分析, 我們可以得到圓鋸片應力的分布規(guī)律: 切向應力在中心孔邊最大，鋸片外緣最小，且皆為拉應力；徑向應力在中心孔邊緣和鋸片外緣為零，最大值大約在半徑的 1/3 處，且也為拉應力. 4 4 結論結論 由此我們可以得出，在鋸片中引起的回轉(zhuǎn)應力在圓周方向和