一种面向动态分析的PCB板等效建模方法

有限元分析是PCB板动态分析的一种常用方法.由于PCB板上元器件结构复杂、材料众多,因而仿真建模复杂或无法建模.为此,提出了一种面向动态性能分析的PCB板等效建模方法,将PCB板等效为和原PCB板主尺寸相同的均质等厚板,采用质量相等原则获得等效板密度,并基于振动理论和有限元理论推导了等效刚度的计算方法.在此基础上,分析了元器件的刚度、质量和分布等因素对等效刚度的影响.最后对某服务器机箱PCB进行了等效实例分析,结果表明了该等效方法的有效性.     

风力机叶片有限元建模的两种方法

风力机叶片模型复杂,其有限元模型的建立是其静力学与动力学有限元分析的瓶颈.建立准确的几何模型是提高有限元计算结果的精确度的有效途径。有限元ANSYS的分析模型基本上可由两个途径得到,一是ANSYS直接建模,二是其它三维软件模型导入ANSYS。通过研究有限元模型建立的两种方法,得到了ANSYS直接建模的一种有效方法并讨论了CATIA叶片模型导入ANSYS时存在的问题及其解决方案,提高了叶片复杂模型建立的准确度与效率。     

一种面向双列直插式PCB板的等效建模方法

针对双列直插式PCB板,提出一种改进的辅助面-集中质量等效建模方法.利用单阶频率等效建立辅助面-集中质量等效模型,研究辅助面尺寸、质量及转动惯量等参数的选取原则,分析元器件的刚度、密度及布局等参数对等效模型计算结果误差的影响规律.通过数值算例表明:运用该等效建模方法进行模态分析,模型节点数量和单元数量大幅减少、对计算机性能要求降低、计算时间大大加快、低阶模态频率相对误差在±1.5％以内.该等效建模方法具有一定的工程应用价值.     

TBM刀盘有限元参数化建模方法

受结构复杂性的影响,TBM刀盘的有限元建模过程将耗费大量的时间成本。基于APDL(ANSYS parametric design language)语言,研究了典型刀盘结构的有限元参数化建模方法,并通过模态实验对建模方法的可靠性进行了验证。结果表明:刀盘固有频率的计算值与测试值的最大误差仅为6.58%,按本文方法建立的刀盘有限元模型能够较好地反映实物模型的固有特性,可作为相关仿真计算的基础模型。研究结果可为刀盘的仿真分析及复杂结构的快速有限元建模提供参考。     

渐开线齿轮传动参数化有限元建模

基于ANSYS开发了齿轮传动的参数化有限元建模程序。运用UIDL语言设计了齿轮分析子菜单和齿轮参数输入对话框,实现了齿轮参数的可视化输入。根据渐开线齿廓方程和齿轮结构特征,运用APDL语言开发了渐开线系列齿轮有限元建模程序,实现了渐开线齿轮传动自动有限元建模。以非对称圆柱直齿轮为例进行了动态接触分析,分析了其在一个啮合周期内的接触应力。     

一种渐开线花键拉刀的有限元分析

对拉刀进行有限元分析实现其优化设计。以VB作为二次开发工具,通过设计接口实现了一种渐开线花键拉刀刀齿,并在Solid Works环境中进行三维参数化建模。应用有限元分析软件MSC．Marc对拉刀刀齿进行有限元分析,将分析结果与设计要求作了对比。结果表明,有限元法可以为拉刀的设计提供技术支持。     

有限元建模方法在磨削加工中的应用

对2D和3D有限元磨削模型做了概述,并根据建模方法所采用的尺度对其分类,即为介观模型和微观模型。介观模型主要考虑整个砂轮与工件的相互作用;而微观模型重点关注单颗磨粒与工件之间的相互作用,讨论了各种模型并对与模型相关的边界条件、材料属性设置和载荷施加做了比较;分析了有限元磨削模型的未来发展方向,基于研究结果对所综合的当今最先进的介观和微观建模方法做了相应的说明。     

一种协作机器人非线性刚度建模方法

提出了一种有限元和虚拟关节法相结合的协作机器人非线性刚度建模方法,该方法不仅包含连杆和关节模块线性及耦合刚度,还考虑了机器人传动系统非线性刚度、负载作用下雅可比矩阵变化率以及负载和自重引起的位姿变化对机器人刚度非线性的影响.通过有限元子结构法提取机器人各模块的结构刚度矩阵,与传动系统非线性刚度模型相结合,建立机器人各模...     

基于ANSYS环境的参数化有限元建模

介绍了参数化有限元模型重要性，阐述了基于ANSYS的参数化有限元模型建立方法，以压力筒有限元分析为例，描述了其参数化建模过程，并进行了优化设计。实例表明：参数化有限元建模能提高求解效率。     

机器人动力学分析的等效有限元建模方法

介绍了一种机器人动力学建模的等效有限元法。引入等效单元的概念,通过广义惯量矩阵相等的等效单元准则提出了单元伪质量阵的概念,基于有限元思想规则组装得到等效系统的伪质量阵。基于动力学普遍方程和等效力系的概念推导出了系统的动力学微分方程,该方程表述简单、规范,适于计算机编程,使人工分析量大大减少,提高了建模效率。利用该方法推导了2-DOF平面并联机器人的动力学方程,验证了方法的正确性和有效性,为其他复杂机器人机构的动力学分析提供了一种新的可供利用的手段。     

多晶体材料微结构二维有限元建模

多晶体微结构有限元建模是多晶体金属材料研究的重要内容之一。针对传统方法应用的局限性以及难以精确建模问题,提出一种新型多晶体材料微结构建模方法。首先根据指定晶粒尺寸分布规律生成权圆,重点分析常规圆产生方法和依据干涉圆的干涉类型生成新圆,然后对各权圆进行边界划分,最后基于四种指定概率密度函数并结合Ansys软件进行多晶体有限元建模和网格划分实验。该方法能根据多样化的晶粒尺寸分布在较小的误差范围内建立微结构模型,有助于提高仿真的精确性和可靠性,且操作简捷。     

楔横轧机刚度边界元有限元耦合新算法

针对楔横轧机工作机座和辊系结构复杂特点,开发了楔横轧机整体刚度的三维弹性多物体接触边界元有限元耦合新算法,更新已有材料力学、弹性力学及有限元法计算刚度的变形分离计算理论以及传统计算轧机刚度不包括辊系的做法,具有综合性强,接触型计算模型假设少,计算速度快和计算精度高等优点。     

层合壳体结构分析的有限单元法

研究层合壳体结构的有限单元解法。在单层壳体单元的基础上，提出用于分析层合壳体结构的一种新的高阶单元——8结点壳体曲面单元，并推导该单元的刚度矩阵。新单元的计算方法不改变壳体结构的一般假设条件，利用厚度方向分段积分来完成问题的求解，并对层合截锥壳进行计算。算例证明该方法是有效的，而且可以减小计算量，在理论上也更简洁，很适用于工程计算。     

离心机复杂转鼓的有限元优化计算

离心机转鼓强度的传统算法往往偏于保守，相关尺寸有较大的富裕，影响到离心机的技术经济指标。针对形状复杂的虹吸离心机转鼓，在有限元应力分析的基础上，建立了转豉强度整体优化的数学模型，并对实际转豉进行了优化计算。优化结果表明，在保证强度、刚度的前提下，离心机转鼓质量可下降10％。     

基于有限元法求解含人工裂纹圆板水中振动频率

提出了一种简便计算镶嵌在无限大障板上的周界固定的含人工裂纹圆板在水中振动频率的计算方法。在假定流体不可压、圆板小振幅振动、水中模态挠度近似为真空模态挠度的条件下,利用瑞利积分得到了因流体压而引起的附加质量密度。进而应用瑞利方法得到了圆板水中振动频率与真空中振动频率、量纲-附加虚质量增量(Nondimensionalized added virtual mass incremental)之间的关系。在真空中模态的有限元法分析数据以及采用适当方法处理奇点积分的基础上,应用离散积分计算了量纲一附加虚质量增量的值。从真空中模态特征频率出发用迭代法直到水中频率收敛为止而得到水中裂纹圆板的特征频率。方法的有效性通过周界固定圆板的量纲-附加虚质量增量与参考文献结果对比的一致性来验证。     

刚塑性变分原理的新形式及有限元法

为了模拟刚性区域很大的金属塑性成形过程,本文对刚塑性的Miss本构方程作了修正,提出了新的数学模型。在此基础上,推导出刚塑性变分原理的新形式、严格的最小值原理及驻值解的唯一性原理,并给出了对应的有限元法,模拟了汽车轮胎螺母冷挤压全过程。     

用有限元法对重卡前轴结构改进设计

使用ANSYS有限元分析软件和PRO／E三维制图软件,模拟台架试验条件,对重型卡车前轴进行静力和模态分析。有限元分析的结果与前轴台架疲劳试验结果相吻合,并根据此结果对前轴结构进行改进设计,提高了前轴的强度和疲劳寿命。     

层间过渡约束阻尼梁有限元建模与振动-阻尼特性分析

三层约束阻尼结构常被用于工程结构的减振降噪设计中,为了增加其抗振性能,可在黏弹层和基层中间加入一层"过渡层",从而构成一种新的层间过渡约束阻尼结构。基于一阶剪切变形理论和哈密顿原理建立有限元模型,对该结构进行相应的振动和阻尼特性分析。为验证该模型正确性,与解析解进行对比,二者计算结果吻合良好。以悬臂阻尼梁为例,与传统的约束阻尼梁进行对比,计算结果表明增加"过渡层"可以增大结构的损耗因子,进而提高减振耗能效果。同时还讨论了过渡层的材料如何选择以及其参数对系统的固有频率和损耗因子的影响,为进一步的优化工作及实际工程应用提供了一定的参考。     

弹性接触问题有限元分析的一个新方法

小变形弹性接触问题属于边界条件几何非线性问题弹性接触问题的非线性,是由于接触点的接触条件引起的。本文提出的有限元混合法适于求解此类局部非线性问题。该方法是利用弹性体的刚度矩阵求出接触边界的接触内力的影响系数矩阵,再由接触边界的连续性条件求解接触内力,从而把非线性问题转化到局部求解。计算表明：对求解此类复杂非线性问题,该方法在计算速度和机器存贮上仅比求解一般线性问题的花费略有增加甚至相当。     

汽车碰撞仿真研究中点焊连接关系的有限元模拟

在汽车有限元分析仿真计算中,结构中的点焊模拟一直是一个难以解决的问题。综合现有的模拟方法,对点焊提出了一种新的处理对策,即在焊接节点之间引入一个刚性梁单元,单元可承受拉伸力和剪切力,同时引入节点耦合技术,在计算焊接节点受力的时候将节点位移约束作为惩罚项添加进去。当单元内部受力超过点焊的实际承载能力时,焊点脱开,单元自动分解为两部分,且分解后自动进入接触搜寻处理系统。