有限元法在结构设计中的应用

一、关于有限元法随着电子计算机的广泛应用,有限元法已成为结构分析的一种有效手段。对于机械中的结构分析和强度计算,许多问题单靠传统的材料力学方法或规范设计已经完全不能满足要求,即使经典的弹性力学方法亦难以解决。因此掌握和运用有限单元法这一有效     

流体润滑问题的有限元素法(一)

有限元素法(又称有限单元法、有限元法)是一种求解工程技术问题的数值计算方法,能比较理想地解决一些具有复杂的几何结构和边界条件等较困难的问题。由于得到电子计算机的配合使用,更显出其优越性,近年来在流体力学方面的应用有所发展。下面介绍的“流体润滑问题的有限元素法”一文,就是这方面的一个例子。全文共分:前言;变分原理;剖分单元与插值;变分问题的离散化;刚度方程组数值解法与程序设计;有限元素法在静压轴承上的应用;结束语等七部分。本刊将分期连载。     

某型桁架结构设计与分析

应用有限单元法对桁架结构进行了分析、计算。从桁架的用途、实际使用环境概括了桁架计算的边界条件；根据设计图纸和实际工况选择一维单元建立了桁架的有限单元模型；在有限单元模型上加栽边界条件，根据线性理论解算得出计算结果，并且根据计算结果对设计进行评估，结合以往设计总结出桁架结构设计的一种有效分析、计算方法。     

幕墙自平衡非对称结构内力和位移的计算与实验研究

本文阐述幕墙自平衡非对称结构的内力及位移计算的有限分析计算软件(BFACS)和有限单元法计算软件(FE)及代梁法。在多点荷载作用下对自平衡非对称结构进行实验研究,实测平衡杆的应力、钢索的张力和结构的位移,并与BFACS软件、有限单元法软件及代梁法的计算结果进行比较。结果表明:BFACS的计算结果比其他几种计算方法更接近实际,证明其计算方法的正确性。文中分析影响结构性能和计算误差的因素。     

电子计算机在机床研究与设计中的应用

电子计算机已在机床的研究和设计方面得到了广泛的应用。早在1964年,在英国就已开始用矩阵法来计算机床结构的动态特性;1968年,西德阿亨大学研制成功一完整的动态特性和零件的计算机分析程序;此后,在英国又发表了旨在研究机床结构的有限单元法;1976年和1977年,日本先后公布了两个用有限单元法分析机床整机静、动刚性和热致变形的计算机程序;1970年,美国发表了机床样机的计算机辅助设计,……。本文引用国外几个比较典型的实例介绍了计算机在机床研究与设计中的应用情况。     

复本材料与金属榫槽粘接结构强度可靠性分析

采用有限单元法分析复合材料榫槽粘接结构应力分布,确定结构上强度危险区域,发现结构薄弱区域位于胶层上.考虑由于加工工艺引起的结构胶层厚度及胶粘剂材料参数的不确定性,将胶层厚度及胶粘剂材料参数作为随机变量,分别采用Monte-Carlo法、二次响应面法、改进的一次二阶矩法和重要抽样法,借助有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对榫槽结构进行强度可靠性分析.几种可靠性分析方法分析结果发现:在计算结果近似相等的情况下,蒙特卡罗法计算时间明显长于其他可靠性分析方法,而且二次响应面法和重要抽样法计算结果更接近于蒙特卡罗法计算结果.因此,使用二次响应面法和重要抽样法对结构进行可靠性分析不但可以保证精度,也可以节省计算时间.     

随动强化结构安定下限分析的无单元Galerkin法

基于层叠模型和两面屈服准则, 发展了有限随动强化结构安定下限分析的正交基无单元Galerkin法.模拟结构随动强化效应的层叠模型将结构考虑成由具有不同屈服应力和相同弹性模量的理想弹塑性结构层叠而成,从而可将理想弹塑性结构安定分析方法方便地发展应用于有限随动强化结构的安定分析.通过典型算例分析,验证了有限随动强化结构安定分析方法合理且有效,并且得出了一些有意义的结论.     

不同结构形式的雷达天线座预埋件分析与比较

针对不同结构形式的雷达天线座预埋件运用有限单元法进行了分析、计算。根据实际工况选择体单元建立了三种不同预埋件的有限元模型;给出了预埋件模型计算的边界条件;在有限单元模型上加载边界条件,根据线性理论解算得出计算结果,并且根据计算结果对三种不同的天线座预埋件结构形式进行分析,结合安装过程给出以后预埋件设计的建议。     

大型挖掘机斗柄——铲斗系统有限元法静、动力分析

有限单元法是应用计算机的近似数值分析方法。它广泛应用于航空、船舶、水利、土木等各个工程领域的复杂零件及结构构件设计中,已获得较好的计算效果。计算速度快,计算精度满足工程要求是它的显著优点,因之,在机械设计中大力推广有限单元法的应用是十分重要的。有限单元法的应用研究主要是建立合理的力学模型,正确处理好边界条件及载荷工况,选择满足要求的计算程序等几个问题。大型挖掘机斗柄及铲斗是挖掘机工作装置的复杂构件,过去应力计算是基于简化的平面分析基础上的,我们在进行某项大型挖掘机的开发研究时,曾以WK一4A型挖掘机为对象,研究应用有限元法对斗柄一铲斗系统进行静、动力分析,现介绍如下。     

夹套对流传热分析设计

建立了整体夹套结构的计算流体力学、计算传热学和有限元分析模型 ,利用SIMPLE算法和有限单元法分别进行了流体 /结构耦合传热、应力计算和详细的传热分析设计 ,为类似工程复杂结构的分析设计提供了一种先进可靠的手段     

箱型复合式结构的有限元分析方法

本文讨论了使用有限单元法对大型箱型复合式结构进行分析计算的方法,实例计算表明,这种方法十分有效。     

略论机械强度分析与数值算法的进展

本文综述了强度计算的三种数值方法。通过边界单元法与有限单元法的比较,论述了边界单元的特点。最后介绍了边界单元法在机械工程中的典型应用。     

加权残数法讲座(一) 加权残数法

<正> 前言电子计算机的发展和应用,正在给科学技术方面的改革带来愈来愈大的影响。以分片变分原理为理论基础的有限单元法就是应用电子计算机而发展起来的一种数值解法。它开始应用在固体力学领域内,以后又逐步推广到其他许多领域,得到了广泛和有效的应用。     

高炉妒缸炉底侵蚀预测数值模拟

介绍了用有限单元法建立的炉缸炉底侵蚀模型,及用VB编制的高炉通用的炉缸炉底温度场及应力计算软件。该软件在侵蚀线逼近问题上采用一种新的方法即单元物性转换法,大大减少了计算时间,提高了计算精度;该软件可以实现对不同结构的炉缸炉底进行温度场模拟,并实现了侵蚀线,应力应变分布线的绘制和计算结果的存储等功能。     

螺旋冷却槽绕丝容器的应力分析

螺旋冷却槽绕丝容器是超高压容器的一种主要结构形式。本文通过大量的应力分析计算,获得计算结果与有限单元法计算、光弹性实验分析结果十分相近。     

应用三维有限单元法计算应力强度因子

描述了两种基于有限单元计算面形裂纹应力强度因子的方法,建议了一种创造三维有限单元网格的途径。计算方法的精度通过和其它解析或数值解的比较得到了说明。     

具有凹坑损伤的海洋平台桩腿有限元分析

采用有限元分析方法，将具有凹坑损伤的构件分割为三个子单元，分别对各子单元建立单元刚度矩阵，然后使用静凝聚法建立受损构件的等效梁和管单元刚度矩阵的计算方法。为检验方法的正确性，使用该方法对几种损伤构件进行强度计算，并与有限元细化网格计算结果和试验结果进行比较，结果表明，三种结果符合很好。最后，将等效单元计算程序接入Super SAP程序，对受损后的平台整体结构进行应力计算和强度分析。     

有限元法在轴对称构件应力分析中的应用——三三○转轮接力器缸应力分析

一、引言有限元法是随着电子计算机技术的发展而出现和发展起来的新型数值计算方法。这一方法的基础是固体力学中所熟知的能量原理。它是一种把连续体分割成有限个元素,并对这些元素集合体推导、建立其支配方程求解的方法。随着电子计算技术的发展,这一方法将越来越显示出巨大的威力。它的优点在于,对某一结构问题完善了一个计算程序之后,同类型问题的分析计算都可以较方便地进行。     

摇臂钻工作台的最轻设计

本文比较了十一种摇臂钻工作台的结构,并用空间组合结构的有限单元法,计算了它们的刚度,从中选择出重量最轻而刚度与原产品结构相同的工作台结构。     

有限单元法在电阻应变传感器上的应用

现代计算力学随着计算机速度的大幅度增快及计算机大量的普及，在许多应用力学场合已经受到相当程度的应用与验证，而其中发展最完整与商业化的计算力学方法之一即为有限单元法（Finite Element Method)[1],而新尺寸或者新型传感器设计除了可利用实验,材料力学与经验公式外，如何有效的利用有限单元法来缩短开发流程、增加可靠度与减少开发制造成本，实为传感器结构研发人员所需讨论课题，在本文中将利用有限单元法对一市场运用最广双梁式电阻应变传感器进行有限单元法之应变－输出分析。