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有限元分析的一般流程以及注意事項

發布於:2018-06-05 21:10
有限元分析

      結構有限元分析流程:
      一般地,一個完整的有限元結構分析過程包括下麵一些基本操作步驟和環節。
      1、前處理
      前處理是整個分析過程的開始階段,其目的在於建立一個符合實際情況的結構有限元分析模型,一般分為如下的幾個操作環節:
      (1)分析環境設置
      進入有限元分析軟件的環境設置界麵後,指定分析的工作名稱以及圖形顯示的標題,開始一個新的結構分析。
      (2)定義單元以及材料類型
      定義在分析過程中需要用到的單元類型(杆件單元、板單元、實體單元等)及其相關的參數。指定分析中所用的材料模型以及相應的材料參數(如線性彈性材料的彈性模量、泊鬆比、密度等)。
      (3)建立幾何模型
      在有限元軟件中,所有問題的幾何模型都是由關鍵點、線、麵、體等各種圖形元素(簡稱圖元)所構成,圖元層次由高到底依次為體、麵、線及關鍵點。可以通過自底向上或者自頂向下兩種途徑來建立幾何模型。
      (4)進行網格的劃分
      在幾何模型上進行單元劃分,形成有限單元網格(Mesh)。一般情況下,在有限元軟件中劃分有限元網格分為定義要劃分形成的單元屬性、指定網格劃分的密度、執行網格劃分三個步驟。
      (5)定義邊界及約束條件
      在上述有限單元模型上,引入實際結構的邊界條件,自由度之間的耦合關係以及其他的一些條件。
      2、施加載荷、設置求解參數並求解
      這一步驟的目的在於為分析定義載荷,指定分析類型以及各種求解控製參數,一般分為以下的幾個實際操作環節:
      (1)定義載荷信息
      有限元結構分析的載荷包括位移約束、集中力、表麵載荷、體積載荷、慣性力以及耦合場載荷(如熱應力)等。可以將結構分析的載荷施加到幾何模型上(關鍵點、線、麵)或者有限元模型上(節點、單元)。
      (2)指定分析類型和分析選項
      ANSYS提供了很多的結構分析類型,實際分析中可以根據問題的性質選擇不同的分析類型。對於各種分析,需要設置相應的參數。
      (3)執行求解計算
      3、後處理
      這一步驟對計算的結果數據進行可視化處理和相關的分析,可以利用有限元軟件的通用後處理器和時間曆程後處理器完成。一般的後處理包括如下的操作環節:
      (1)進入後處理器並讀入計算結果
      進行結果的後處理之前,需要先進入相應的後處理器。進入後處理器之後,第一步就是把計算結果讀入數據庫。
      (2)進行後處理操作
      利用通用後處理器程序可以顯示結構變形情況,各種物理量的等值線分析圖形等,對各種數據信息進行列表操作,利用時間後處理器可以繪製各種變量的時間曆程變化曲線。
      (3)輸出後處理操作的結果
      後處理操作得到的一些圖形或動畫結果可以輸入到文件,也可以被組織成多媒體形式的分析報告。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案

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