有限元法的应用现状研究

有限元法(FEM：Finite Element Method)作为一种最有效的数值方法，在工程实际中得到了广泛、深入的应用。以应用为主线，首先回顾了FEM的发展历程，然后从FEM的应用过程和应用领域两个方面详细地论述了FEM应用的有关问题，并例举了相关的应用实例。最后总结了FEM的国内外应用现状及研究熟点问题。     

压力容器焊缝角变形应力集中的数值分析方法

本文通过对计算模型用FEM BEM结合法进行计算与分析,其计算结果与理论值具有良好的一致性。FEM—BEM结合法充分发挥了FEM法和BEM法各自的优点,可以用于工程上评价存在角变形压力容器的可靠性。     

基于FEM的超声电机设计研究

超声电机是机械学、电学、声学、材料学等多学科融合的产物,在进行超声电机的设计时,利用FEM软件ANSYS建立了电机的模型,并进行了模态分析和谐响应分析,优化改进了初始结构.通过样机试验验证,对FEM软件中的超声电机建模和分析设置提出了相应的改进,结果证明利用FEM软件设计的超声电机原理可行.     

Internet环境下的模板参数化有限元分析及实现

研究了基于 Web的实现有限元分析的途径和软件系统 ,包括有限元分析的参数化、模板化等一系列技术关键 ,构建了实现模板参数化的开发环境系统。在此基础上研究并开发了较完整的基于 Web的模板参数化有限元分析系统 Web- FEM,该系统可以实现通过 Web为用户提供远程的FEM服务 ,主要面向的对象是企业或实际生产中的设计人员。给出了大型水压机下横梁结构的分析和优化实例。     

基于特征的多分辨FEM模型快速生成

为了提高有限元分析效率,对零件进行不同精度的有限元分析应该使用不同分辨的零件有限元网格(FEM)模型。针对这一需要,提出了一种基于特征的多分辨FEM模型快速生成方法。首先确定出零件所有特征之间的接口;然后对零件所包含的每一个设计特征和分析特征进行了以相关接口为约束的网格划分;最后根据不同的特征层次结构选择相应的特征及其网格组合产生零件不同分辨的FEM模型。实验结果表明该方法快速而有效。     

子母车系统效率分析与验证

在子母车系统中,研究一台母车配合两台子车在同层进行复合作业的效率问题,提高系统作业效率计算的准确性,优化系统整体布局和物流设备的选择。首先分析一台母车配合两台子车在同层的循环复合作业过程;然后结合子母车的运动特性得到其作业效率计算模型;最后采用MATLAB工具计算效率模型分别在随机组合作业对和FEM9.851标准作业对的作业效率,通过对比验证,两种循环作业的效率绝对偏差符合工程实际。在工程实际中可以参照FEM9.851标准作业对代替随机组合作业对进行子母车系统的效率计算。     

浅谈载有自救装置汽车车架有限元分析

有限元法（FEM）作为一种有效的数值方法,在工程实际中得到广泛应用。首先介绍了在汽车车架上安装自救装置的重要性,其次讨论了有限元法对载有自救装置车架分析的方法及过程。最后总结了有限元法在车架分析中的可靠性．为以后的实际分析提供理论依据。     

子模型技术在四辊轧机机架强度分析中的应用

提出了一种预测四辊轧机机架疲劳寿命的方法.通过采用三维有限元(FEM)和子模型技术对某轧钢厂一台四辊轧机进行了强度分析;在现场动态测试基础上,运用Miner公式并结合修正后的p-s-N曲线及实际载荷谱,计算得到了该轧机机架的疲劳寿命.     

塑料进气歧管结构性能的仿真分析方法

基于FEM数值方法研究了塑料进气歧管的结构性能,结合工程开发,重点开展了模态、爆破分析等工作。首先,采用FEM方法分析了塑料歧管的自由模态,并与力锤敲击法实验结果相对比,验证结构模型、材料物性参数以及各部件连接方式等的准确性。其次,模拟实际整车固定安装方式,分析了塑料进气歧管的约束模态,以及爆破条件下塑料进气歧管结构的应力分布情况。最后,基于约束模态、爆破分析结果,对歧管结构、局部焊接区域及安装支架进行优化设计,优化后的歧管一阶模态频率提高至207Hz,上片体焊接部位的应力值降低至55.7 MPa,且歧管本体的变形量均得到较大幅度的降低,优化效果显著,满足工程设计目标。     

有轨巷道堆垛起重机入出库能力的计算

概括FEM相关标准，举例说明有轨巷道堆垛起重机入出库能力的计算方法，并通过实际试验证该方法的可用性。     

应用有限元法(FEM)验证在直齿轮和斜齿轮内采用ISO和AGMA标准的齿根强度的比较分析

在工程界现在普遍的趋势是要求重新研究各不同的标准以确是其在工业内最好的实践.本文介绍采用在ISO和AGMA标准对齿根强度估算方法的比较分析,并用开发的有限元和模型仿真进行证实.本分析(1)介绍了采用齿条和齿轮刀具制造的广大范围的直齿和斜齿轮,而(2)是齿轮主要几何学(齿轮设计),制造(齿条和齿轮刀具)和性能参数的不同组合,以及对每个齿轮进行齿根强度分析的有限元方法(FEM).FEM的结果与用ISO和AGMA标准计算的相比较.对不同的设计、制造和性能参数组合的比较分析用图解说明和简要讨论.该结果将许可在现代工程实际中应用标准所存在的限制有一个很好的了解,并为改进和统一标准提供一个基础.     

应用有限元法(FEM)验证在直齿轮和斜齿轮内采用ISO和AGMA标准的齿根强度的比较分析

在工程界现在普遍的趋势是要求重新研究各不同的标准以确是其在工业内最好的实践.本文介绍采用在ISO和AGMA标准对齿根强度估算方法的比较分析,并用开发的有限元和模型仿真进行证实.本分析(1)介绍了采用齿条和齿轮刀具制造的广大范围的直齿和斜齿轮,而(2)是齿轮主要几何学(齿轮设计),制造(齿条和齿轮刀具)和性能参数的不同组合,以及对每个齿轮进行齿根强度分析的有限元方法(FEM).FEM的结果与用ISO和AGMA标准计算的相比较.对不同的设计、制造和性能参数组合的比较分析用图解说明和简要讨论.该结果将许可在现代工程实际中应用标准所存在的限制有一个很好的了解,并为改进和统一标准提供一个基础.     

PCB微钻的三维精确建模

近年来随着电子信息产品往轻、薄、短、小化方向发展,PCB钻孔加工面临着越来越大的挑战,机械钻孔加工所使用的钻头往微型化发展趋势越加明显。为了缩短微钻产品的开发周期,FEM被广泛用于微钻的设计和分析上。本文严格遵照PCB微钻的实际生产流程,独创性地提出采用三维CAD软件和Virtualgrind相结合的方式,对微钻进行精确建模,以便于后续的有限元分析。     

天线结构模态分析

本文介绍了天线结构模态分析常用的两种方法———有限元法FEM和模态试验法 ,重点叙述了有限元法分析的特点和应用 ,并进行实例分析 ,为天线结构设计提供参考。     

基于模态分析原理的机床动态研究

针对机床多自由度系统的有限元动态分析适用度与机床动态性能研究的问题,采用实验模态分析和有限元分析(FEM)两种方法对车铣复合加工机床样机的振动特性进行了分析,并进一步采用动态响应分析方法分析了机床振动情况对运行情况的影响。分析结果表明FEM能够在一定程度上有效评估机床样机的结构设计的薄弱环节,并为机床结构优化设计奠定理论基础。同时,机床主轴运行速度对于机床振动的影响为机床动态研究提供了指导。     

基于FEM与SPH耦合算法的单颗磨粒切削玻璃的动态过程仿真

采用有限元法(FEM)与光滑质点流体动力学法（SPH）耦合算法,假设以圆锥作为磨粒的形状,以玻璃为工件材料,进行了单颗金刚石磨粒的三维磨削仿真。仿真结果表明：磨粒的挤压使工件材料向前方及两侧流动而产生隆起,且磨屑发生粉末化现象;沟槽的实际宽度远大于磨粒的切削宽度,断裂裂纹向沟槽两侧扩张,裂纹扩展一段后就停止不前而残留下来,成为残留裂纹。该方法可以较好地解决传统有限元法进行脆性材料磨削仿真时容易发生单元畸变的问题,验证了FEM与SPH耦合算法应用于脆性材料磨削仿真研究的可行性。     

Vibration Analysis of Vehicle Floor Panel Using Hybrid Method of FEM and SEA

In order to improve the mass efficiency of an automotive soundproof package, it is important to predict the middle to high frequency range of noise and vibration during vehicle operation. A hybrid method of experimental and analytical SEA （statistical energy analysis） has been applied for the prediction of air-borne noise. However, for predicting structure-borne noise, there are no definitive simulation methods that can address the soundproof specifications in an actual vehicle. Thus, in this paper, a FEM （finite element method）＇SEA hybrid method is used. The FEM＇SEA hybrid method predicts structure-borne noise in the middle to high frequency range. First, we explain the basic concept of the FEM＇SEA hybrid method; Second, we describe our experiment to verify the analytical results of the FEM＇SEA hybrid method; Third, we provide the details of the FEM model versus the FEM＇SEA hybrid model; Finally, we verify the validity and availability of the FEM＇SEA hybrid method through comparisons of the FEM analysis results, FEM-SEA analysis results and measured results.     

基于蒙特卡罗仿真的自动仓储系统FEM标准适用性研究

FEM9.851标准是在自动仓储系统(AS/RS)规划时用于计算出入库效率的一种方法。该标准是针对I/O口在AS/RS不同位置时的适用标准,涵盖2种固定的I/O口位置和4种变化的I/O口位置场景。建立了参数化的AS/RS离散事件仿真模型,对6种I/O口位置进行蒙特卡罗仿真实验,分析FEM9.851标准的适用性。实验结果表明:I/O口位于左下侧、分别位于左右下侧以及I/O口位置相同且在水平方向或垂直方向上变化时,采用FEM9.851标准计算结果与仿真结果吻合,然而,当I/O进出口位置不同,其中一个位置固定在左下侧,另一个位置在垂直方向上变化时,FEM9.851标准出现少量不适用情形。     

基于AdvantEdge FEM的薄壁外壳体零件仿真分析

导引头产品某较大型薄壁类零件在车削加工过程中,加工变形大,加工状态不稳定。考虑到影响加工变形的主要因素为切削三要素,现通过AdantEdge FEM及ANSYS-workbench有限元仿真法对薄壁外壳体零件的车削加工过程及模态、谐响应进行仿真分析,通过AdantEdge FEM后处理结果中温度场、应力场及变形的变化情况,对切削参数进行调整,优化切削加工过程,通过ANSYS-workbench对该薄壁模型进行模态分析及谐响应分析,得到工件的加工变形情况,从而采取最优切削加工方案控制薄壁外壳体零件的变形。     

铸造铝合金ZL114A的切削加工仿真及试验研究

为了减少在实际切削试验中的时间和成本,结合铸造铝合金的切削加工特点和某型号汽车发动机缸盖,利用Advant Edge FEM专业金属切削有限元仿真软件对铸造铝合金切削过程中的切削力进行仿真分析。通过有限元分析与正交切削试验相结合的方法,研究了不同切削速度、进给量以及轴向切深对切削力的影响。当铣削线速度达到220 m/min左右和每齿进给量达到0.15 mm/z左右时,铣削力会明显增大,在实际生产中应避免这一切削用量范围以保证刀具寿命。试验验证了对于发动机缸盖铣削加工仿真的可行性。