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HyperWorks有限元分析线性假定

来源: | 作者:ALTAIR | 发布时间 :2023-08-28 | 348 次浏览: | 分享到:

线性假定

结构分析中的许多问题可以使用线性有限元求解器求解。线性假定来源于解决方案的数学模型。如果不考虑变形中的高阶项并且假定材料行为为线性时,分析问题可以极大的简化。

如果使用线性假定来解决问题,则需要注意以下事项。

 

小变形

确定分析获得的或预测的结构变形相对结构尺寸较小。对于薄壁件,变形小于结构的厚度才能作为小变形。两个支承间的变形应只占支承间距很小一部分。这一点特别重要,特别是因变形引起的刚度变化,如夹紧板的中面拉伸。

 

小转动

在线性求解器中,所有的转动均假定为小转动。任何小的角度都应足够小以保证其正切值近似等于角度值。根据这一假定,10°的转动将在所有相关的计算结果中引入约1%的误差,30°的转角将引入约10%的误差。

 

材料属性

线性求解器假定所有材料处于线弹性的工作区域。有些材料具有非线弹性行为,尽管这些特性不一定发生,但还是会引起结构的非线性行为,因而需要非线性求解器来处理。如果结构的加载超出了其材料的屈服点,则需要进行非线性分析。看一下图中材料行为的对比。

 

 

 

恒定边界条件

使用线性有限元求解器时,应保证边界条件与载荷加载的独立性。下图描述了一种错误的边界条件建立方式。一个零件放置于弹性基础上,可能在载荷作用下出现物理分离,产生了间隙。该间隙取决于载荷的施加,因而表现出一种非线性行为。

 

 

弹性基础示例

 

下图描述了非线性行为的另一来源——非线性接触。两个零件通过几个点连接并承受载荷。实际中,两个零件会发生接触,零件中的受力路径也因此发生显著改变。在线性有限元分析中,可能存在零件穿透的趋势。这是个非线性载荷,线性求解器将无法处理。

 

穿透问题可通过在零件间加入垂直于接触面约束的方式近似处理。必须注意,不能加入太多的约束,因为相接触的零件还可能分离。同时,这里约束的定位也是工况相关的。

 

 

 

线性假定总结

1.相对于结构尺寸,变形应很小

2.旋转应小于10°~15°

3.应使用线弹性材料

4.边界条件应该保持一致。


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