動力學在有FEM中的影響

首先,向大家介紹一個好用的平臺:開物仿真云平臺,無需安裝軟件,在網頁上就能進行仿真。小編本次的workbench仿真也是在這個平臺上做的喲:

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小編現在待的公司是一家提供云仿真軟件的公司,雖然這種形式的軟件產品十分便利,價格還十分低廉,但是由于業內并不太了解,因此經常需要去接觸制造類企業……因此我不得不經常乘坐高鐵……

 

從那時起,我開始有了一些奇怪的想法,并想起了我小時候就想過的一個問題……

 

現在,我對動力學有了更多的了解之后,我決定寫這篇文章。

 

畢竟您可能有相同的問題。

 

小時候,我一直在思考這個簡單的問題:

 

如果我像成龍那樣在移動的火車的車頂上跳了起來,那么火車會繼續行駛,然后我會摔倒嗎?

 

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如果我決定跳下去會怎樣?

當我在空中時,火車會繼續在我的腳下經過嗎,我會跌倒嗎?

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上了物理課之后我知道我不會,因為由于慣性的影響,我的速度和火車一樣:

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但是,我忽略了車頂有風...

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那么問題來了。。。。

為什么有時我仍然感覺火車在行駛?

例如火車剛開動的時候?

 

注意:小編從未真正在火車頂來檢驗我的理論……所以請不要嘗試我在這里描述的內容(成龍除外~)

 

好了,回到問題所在……要如何解釋加速度的“感覺”?

 

讓我解釋

 

您實際上感覺到火車的加速

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當火車從0速度開始時,它必須加速以達到一定的速度

 

當加速度為正時,速度增加,然后達到所需速度時,加速度為零,速度變為恒定

 

為什么我們感覺到加速度而不是速度呢?

加速度基本上是速度的差,但與質量相結合,就等于力:

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這種關系表明,加速度基本上是在拉動質量,并且所產生的力與其成正比

這里有兩件事要注意:

 

l  更大的質量產生更大的力量

l  慣性是一種動態現象,會導致突然的力以快速變化的加速度進入物體

 

當速度上升時,它并不會在需要時間傳播的地方立即上升……這就是為什么在很短的時間內,我會感覺到加速度,然后我就感受不到了……

想象一下,火車首先移動地面,拉動腳,然后將腳固定在身體上,速度波在體內傳播

 

現在您已經了解了質量和加速度的組合所起的作用……

 

您可能想知道為什么在FEA中,我們通常根本不關心質量……(線性靜態分析僅需要楊氏模量和泊松比)

在FEA中,質量始終都重要嗎?

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正如你在這里看到的,靜態意味著不依賴于時間,因此,所有力的總和都是0。。。。

 

因此,將質量從公式中約掉,無需再考慮。。。。

 

這就是為什么在有限元分析中,我們只關心動態條件下的質量。。。也就是當慣性和質量真的起作用時

 

或者…當我們考慮重力時,當然(Fg=m.g)這是一個靜載核

 

現在我們有了這個美麗的抽象理論,也許你想知道的是:

 

“你什么時候可以真正把這種東西應用到有限元分析中?

 

嗯…你可能知道,如果你關注了一段時間這方面的知識,逛了一些論壇,來我們主頁看了看,有很多類型的有限元分析。

 

線性靜態分析顯然是最簡單和直接的分析

 

但是它附帶了一些約束條件,比如邊界條件有一個固定的方向和值,并且被認為是無限并緩緩地作用在物體上,比如在彈性形變中

 

然鵝,你知道現實可能根本不一樣

實際上,我一直在想,在現實中,以無限緩慢的方式施加荷載會是什么亞子。。。。

 

它看起來就像漫畫中的角色在空中停留30分鐘,然后才真正落地一拳。。。

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……順便說一下…

 

當我想到它時…沖頭造成的傷害都是由慣性和速度的組合造成的

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事實上,有些負載施加得太快了,如果你看看它們的時間曲線…你會得到這樣的結果:

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你能認為這樣的載荷是無限緩慢地施加的嗎…???

 

當然不是…

 

這時您需要使用更高級的分析,例如:

 

線性瞬態分析或非線性瞬態分析(如果考慮影響…)

 

(是的,你可以混合非線性和動態行為來分析非常短的時間事件…這種分析就是高級貨了。

那么問題來了,我想要分析這種問題,但是現成的有限元軟件又太貴了,盜版的安裝又麻煩,怎么辦呢?請各位關注我們~~~:yuansuan888

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