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Altair(HyperWorks)有限元仿真实践原理与基础教程【查阅历史数据、机构与数据特征】

来源: | 作者:ALTAIR | 发布时间 :2023-06-28 | 528 次浏览: | 分享到:

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。

 

消除刚体位移

确保提供的边界约束足以消除可能的刚体运动。如果模型未完全约束,模型将在空间六个方向 (平动和转动)的任一方向上发生刚体位移。出现刚体位移时,求解器将在为整体刚度矩阵中加入零刚度项,从而无法求解该问题。如果约束条件不充分,求解器求解要么失败,要么给出错误的结果(该规定的一个例外是自由模态分析。)

 

惯性释放技术是一个独特而有用的解决方案,它只需定义最小数量的约束。该解决方案中,约束反力由体力自动消除,由此产生的结果与自由结构类似。请记住,有限元方法是一种近似的解决方案,对于求解器来说,其平衡力系统的假定未必正确,在某个未约束方向上即使非常小的扰动都将可能导致刚体运动的发生。

 

机构

机构是指可以理想化为一组边界条件的各种机械连接,下面列出了一些常见的机构及其边界条件假定

 

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对称特征

对称特征可以大大简化模型准备和求解时问题的规模与复杂性,但必须保证对称边界条件的连续性。为了使用对称假定,载荷与边界条件和模型几何形状必须是对称的。如果这两个标准中的任一标准无法满足,那就需要建立完整的模型。然而,如果模型几何形状是对称的,但载荷与边界条件不对称,建模时仍可以使用对称假定进行模型简化。下面列出了壳单元与实体单元平面对称中一些常用的假定。约束模型中位于表中阴影位置的单元。请注意,该假定对梁单元与壳单元来说,同样有效。关于该主题的更多信息,请参看13章(边界条件与载荷)相关内容。

 

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