梁框三维实体单元与板壳单元的组合建模研究

在Patran全机有限元模型中将梁框的分析部位离散为三维实体单元,其余部分离散为板壳单元,这两种单元采用几种不同的方式连接。在全机有限元模型中施加109种疲劳载荷工况分析计算,提取出梁框分析部位的计算结果组成疲劳应力谱,并将疲劳应力谱转化为R=-1的等效应力谱,采用Miner累积损伤理论估计出分析部位的疲劳寿命,比较不同连接方式对疲劳寿命的影响。结果表明梁框三维实体单元与板壳单元的连接方式不同对各工况的疲劳应力值影响较小,对分析部位的疲劳寿命影响较大。     

基于ANSYS梁单元与实体单元的组合建模研究

在实际工程中经常会遇到梁和三维连续体组成的复杂结构,对其进行有限元分析的最佳方案是将其分别离散为梁单元与实体单元进行计算。这两种单元的节点自由度不同,因此即使使得两种单元交接处共用节点,同样可能导致计算结果存在较大的偏差。ANSYS中的约束方程法与MPC法均能实现梁单元与实体单元的正确联接,文章以梁单元与实体单元的接触面垂直接触情况为例分别说明了其原理与步骤,并结合算例对两种方法进行了综合比较,得出了梁单元与实体单元组合建模中MPC法可以取代约束方程法的结论。     

基于梁单元和板壳单元混合建模的折叠椅轻量化设计

为增加折叠椅骨架材料利用率,减轻折叠椅质量,降低折叠椅生产成本,以某款折叠椅为研究对象进行轻量化设计。对折叠椅进行梁、板壳单元混合建模,应用有限元分析方法获得折叠椅在极限姿态下的应力分布。在此基础上,以折叠椅主要构件的截面尺寸为设计变量,以强度、刚度为约束条件,以折叠椅质量最轻为优化目标,对其进行结构优化设计,优化后折叠椅的质量减轻了40%,经极限姿态下的静态特性验证表明其满足强度和刚度要求。     

基于Abaqus的体壳单元组合建模研究

在体壳单元组合有限元模型中,由于实体元与壳元的自由度不同,使得转动自由度不连续,计算结果往往与实际偏差很大。 Abaqus中提供了一种多点约束法来实现三维实体元与壳元正确联接,阐述了其原理,并通过实例对两种单元联接参数设置的不同进行结果对比,给出了合理的处理方法,为有限元分析中体壳单元耦合及模型简化提供指导与借鉴。     

结构振动分析的板壳单元有限元模型修正

基于ＳＡＰＳ结构分析程序的板壳单元，推导结构固有振动频率对板壳单元厚度的灵敏度公式。通过改变板壳单元厚度，模拟某轻型客车动力总成中离合器壳两端螺栓连接部分的建模误差，修正了该动力总成弯曲振动分析的有限元模型。     

有限元中体壳单元的耦合问题研究

由于转动自由度的不连续,使得体单元与壳单元之间的耦合成为有限元计算中比较难以解决的问题.通常在工程实践中采用MPC(Multipoint Constraint)法.文中提出了约束体壳单元连接处共用节点的某一旋转自由度的方法.通过与MPC法的计算对比,证明了该方法在便于实现的同时,同样有着很高的精确度.这为有限元分析中体壳单元的耦合处理提供了一种很好的借鉴方法.     

基于CAD软件的ANSYS实体建模

ANSYS软件建模功能不如专门的CAD软件强大,特别是对于形状复杂的模型不适合在ANSYS中建模;同时将CAD系统中三维模型输入到ANSYS系统中容易造成图元丢失及模型不适于网格划分等情况,针对这种情况提出了CAD系统建模与ANSYS建模相结合的方法来完成实体模型的建立,并介绍CAD系统与ANSYS之间数据传送的方法及ANSYS建模。     

壳板组合结构功率传递分析

壳板耦合是圆柱壳组合结构中最常见的连接方式。为了研究壳板组合结构的功率传递规律,利用有效点导纳分析周向均布激励下圆柱壳表面振动响应的分布规律,得出圆柱壳振动响应理论计算公式;通过给出圆周线导纳的定义及其表达式,计算带端板圆柱壳的振动响应均方值之比。理论计算结果表明:壳板振动响应均方值之比随频率的增高逐渐增大,但其值始终小于1。实验测量结果与理论计算吻合,其值围绕理论值上下波动,表征了理论计算公式和分析结果的正确性和合理性。     

一种可应用于板壳成形过程模拟的绝对-相对自由度壳单元

相对自由度壳单元是采用有限元法分析板壳成形过程的一种有效单元形式。它不仅可以解决采用实体单元模拟板壳成形过程所存在的问题 ,同时它与主从自由度壳单元相比还具有简单易用的特点。然而 ,目前尚未见到对该单元边界条件如何进行具体处理的方法的报道。作者的研究表明 ,该类单元应用于模拟薄壁件成形过程时尚不能直接采用置“1”法或置大数法处理其边界条件。为此 ,本文在该单元的基础上提出了一种绝对自由度和相对自由度相结合的壳单元。将该单元应用于薄壁管弯曲过程模拟的结果表明 ,它不仅继承了相对自由度壳单元的优势 ,而且可直接采用置“1”法或置大数法处理边界条件。     

海上救生漂浮板实体建模及有限元分析

介绍了在CATIA平台上海上救生漂浮板实体建模的基本方法和关键技术,以及利用Patran软件对其进行应力与变形分析计算,提高设计水平、缩短产品开发周期、增强竞争能力。     

基于ANSYS的硝酸四合一机组底座的模态分析

硝酸四合一机组在工作时会产生不同方向的扰力,该扰力将引起机组底座的振动,因而可能导致机组无法正常运行,所以动力学设计在机组底座结构的设计中是不可缺少的一部分。介绍了模态分析的原理和模态分析的方法,利用有限元软件ANSYS对硝酸四合一机组底座结构进行合理简化和建模,并进行模态分析,得到了底座在各阶模态下的固有频率和固有振型,找到了机组底座振动中的危险区域。     

光纤埋入CFRP后的实验和ANSYS分析研究

运用ANSYS提供的屈曲分析,对碳纤维增强复合材料(CFRP)埋入光纤弯曲试件进行模拟分析,得出了埋入光纤对复合材料整体有显著影响时的体积含量,并且与前人的实验数据进行了比较,同时得出了一种预测复合材料弯曲强度的方法,为复合材料设计和工程应用提供了一种新的依据.     

基于ANSYS的啮合异向旋转双螺杆反应器三维流场数值模拟

利用ANSYS/CFD程序对双螺杆反应器异向啮合螺纹元件进行了三维等温非牛顿流场分析,求出了无物料在反应器中的速度和压力分布规律以及螺杆特性曲线的分布。计算结果表明,在螺棱处,在啮合区的物料具有较大的压力梯度和速度梯度;流量和螺杆转速成正比,流量和流道两端的压差成反比。     

基于ANSYS的CFRP屈曲分析研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)作为先进复合材料的杰出代表,具有耐高温、抗疲劳、工艺性好等优异特性,广泛应用于飞机蒙皮、机翼、导弹发动机壳体等航空航天军工领域及桥梁、涵洞、水下构筑物的加固补强等民用建筑领域.基于复合材料的诸多优点和其广泛的应用价值,使得对其力学性能的研究变得尤为重要.而目前人们通常利用实验方法来测定复合材料的力学性能,浪费了时间又提高了成本.本研究运用ANSYS提供的屈曲分析,对碳纤维增强复合材料(CFRP)弯曲试件进行模拟分析.得出了一种预测CFRP弯曲强度和弯曲弹性模量的方法,为复合材料设计和工程应用提供了一种新的依据.     

基于ANSYS的二维结构声场混合有限元模型研究

为了求解复杂结构体下的声场分布,采用ANSYS软件建立了声场-结构二维混合有限元模型,给出了ANSYS软件中混合模型的建模方法,通过在结构体四周设置结构体与空气耦合单元,将结构模型因受力发生形变而产生的噪声声压耦合到空气中,实现了混合声场模型的求解。模型求解结果表明,该模型能很好地解决声场与结构场的耦合问题。     

ANSYS与Pro/E接口技术研究

针对ANSYS建模困难的问题,根据三维CAD软件Pro/E与ANSYS的特点,提出了使用Pro/E进行三维建模,利用Pro/E与ANSYS之间的接口,将三维模型精确导入ANSYS的方法。并阐述了相关使用技术。     

基于VC++和ANSYS的曲轴三维模型有限元分析系统的研究

以“最符合实际工况、最少量简化”为原则,基于VC＋＋和ANSYS接口技术开发了参数化三维整体曲轴有限元分析系统,设计了友好的类型导航界面,借助VC＋＋前台开发友好、方便、易用的人机交互界面,对复杂的、难于理解和掌握的ANSYS命令流进行后台封装,能够大大减少曲轴研究与设计的工作量.此技术既具有曲轴专用分析软件方便、高效的优点,又具有大型通用软件稳定、可靠的优点.     

基于ANSYS的3-TPT并联机床静刚度有限元分析

利用大型有限元分析软件ANSYS对东北大学研制的3-TPT并联机床在某一工作位置的三种不同受力情况下的机床主体结构进行了线性静态分析。得出了该机床的刚度和应力分布情况。其分析结果和实际情况基本吻合。为机床的局部改进和后续的优化提供了依据。     

基于ANSYS的渐开线斜齿圆柱齿轮建模研究

介绍了ANSYS环境下的渐开线斜齿轮的三维建模方法。通过简单的计算查表建立精确的渐开线,便于理解掌握。本文利用这种方法进行了渐开线斜齿轮的三维建模,并对齿轮进行了模态分析。