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创建解决方案清单
以下面的解决方案清单为指导,创建自己的清单:
1.并描述需要完成的工作。
2.设定解决方案的目标(通过与客户交流完成)。
3.确认实现上述目标所需的资源与时间节点。
4.评估历史数据。
5.描述所需的仿真环境。
6.确定实现目标的分析类型。
7.描述选择的边界条件。
8.列出所选的单元类型。
9.确定要使用的材料模型。
10.列出选择分析类型、单元类型、边界条件及材料模型时所做的假定。
11.列出因上述假定产生的局限性(这些假定是否影响最终结果?)
12.列出达到项目目标时可以展示的仿真结果。
13.列出展示仿真结果使用的媒介。
14.列出所需的外部数据。
边界条件与工况
开始有限元建模和分析前,需研究作用在组件或系统上的边界条件和载荷并创建合适的载荷集。请记住,即使选择的边界条件只是实际物理条件的一个近似,它们也应尽可能地符合实际。使用不当的边界条件可能会获得错误的结果,甚至会造成代价高昂的设计错误。
在某些情况下,边界条件可有多种约束形式。例如,一个灵活的边界条件可以设置为部分固定、完全固定或完全自由。如果可以,应在模型中考虑边界条件设定的灵活性,但必须保证施加在模型上的载荷与边界条件形成合适的平衡。
下面的章节将介绍研究和选择边界条件及工况的方法。
查阅历史数据
通过以下几个方面研究类似系统的分析方法:
l查阅仿真报告
l与设计工程师讨论类似项目
l参观试验室
l观察零件实际的工作状态
l研究零件布局及细节图
检查外部环境
确定研究中所包含的外部环境以获得实际边界条件的最佳近似。目标研究区域是否与其工作环境有密切的联系?这将取决于模型中不同结构间使用的连接方式。通过图纸、零件清单以及实际观察可以了解两个零件是通过焊接、螺栓连接还是使用铆钉连接在一起的。每种连接方式均对假定的边界条件产生一定的影响。此时,绘制自由体图将有助于理解这些边界条件。
绘制自由体图
绘制的自由体图应包括:
l零件与边界载荷
l相连接及附近的零件
在单独的自由体图中应包括所有载荷。其中部分载荷将变为边界条件,另外部分载荷将变成作用载荷。
收集载荷数据
从以往的试验或载荷仿真中收集已知的负载信息。如果没有可用载荷数据,则需要通过测试或仿真分析获取。确保收集的数据中包含了完整的数据,因为在没有结构所承受所有载荷的情况下,仿真将无法进行。如果不知道所有的加载条件,有时可以假定为单位载荷,并在求解之后进行结果叠加或放缩。
最小化边界条件集数量
以尽可能减少不同边界条件集数量的方式定义载荷与边界条件集。由于矩阵求逆的次数与边界条件集数量有关,因此边界条件集数量的减少有助于缩短模型求解时间。
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