1.摘要

PERA SIM Mechanical作為安世亞太自主研發的核心產品之一，是功能強大、模塊整合的機械仿真分析工具。PERA SIM Mechanical提供了全面的結構靜力、動力、線性、非線性及熱分析等功能，滿足各行業的結構分析需求。PERA SIM PreMech是安世亞太自主研發的高級結構前處理工具，能夠實現模型處理、網格劃分、網格編輯、質量檢查及修復等功能，實現高質量網格的劃分。本文以結構非線性模塊為例，基于PERA SIM Mechanical對耳片結構算例進行建模并分析，體現了PERA SIM Mechanical在有限元前處理、求解及后處理模塊的強大功能。

關鍵詞：PERA SIM Mechanical；結構非線性；結構力學分析；工程應用

2.引言

在實際工程應用當中，CAE軟件的應用非常廣泛。本文介紹了PERA SIM Mechanical在結構非線性分析領域的應用，如需了解進一步的細節，請與安世亞太當地技術人員聯系。

3.耳片結構介紹

本節使用耳片算例來演示PERA SIM Mechanical在結構非線性求解模塊的操作流程。下圖為算例模型文件。由一個耳片（黃色組件）和兩根軸（粉色組件）組成。

圖1 耳片結構算例

4.有限元模型的生成

4.1 幾何模型建立

本模型由一個耳片結構和兩根軸結構組成，具體的幾何尺寸如下圖所示：

圖 2 耳片結構尺寸參數

圖 3 軸結構尺寸參數

4.2 網格生成及材料定義

材料采用彈塑性非線性材料，具體材料參數如下圖所示：

圖 4 線彈性材料參數

 圖 5 塑性材料參數

 圖 6 網格模型尺寸參數

4.3 邊界條件施加

固定約束軸的四邊，在耳片腰部施加集中力載荷，具體設置如下圖所示。

圖7 邊界條件示意  

圖8 載荷添加示意

4.4 接觸設置

對軸和耳片施加綁定接觸，具體的參數設置如下圖所示。

 圖9 接觸設置定義

5.計算結果分析

5.1 合位移結果

圖10 合位移云圖結果

5.2 應變結果

 圖11 應力云圖結果

5.3 Mises應力結果

圖12 Mises應力云圖結果

6.結論

實驗結果與真實試驗數據誤差在5%以內，這說明PERA SIM對于結構非線性類算例的求解收斂性與結果精度都可以達到國外商業軟件標準。

作者：安世亞太技術經理 周宗昊