基于MeshFree的導槽導軌剛度對比研究

  利用MIDAS MeshFree軟件對導槽導軌進行剛度分析，并采用HyperMesh軟件做對比，研究表明，MeshFree分析結(jié)果比HyperMesh低10%左右。但是，MeshFree從導入模型到求解分析時間不到1個小時，而HyperMesh需要1天時間。

  導槽導軌結(jié)構(gòu)如圖1所示：

                           圖1 導槽導軌

  框架本體材料為API-CG318，彈性模量=5000MPa，密度=1.12E3kg/m^3，泊松比=0.44，拉伸強度=72MPa。

  導槽導軌安裝在鈑金上的固定方式如圖2所示：

                         圖2 導槽導軌固定約束

  導槽導軌分析的工況如圖3所示：

                       圖3 導槽導軌載荷工況

  如圖3所示，在指定區(qū)域分別沿+Y和-Y方向施加300N的力。

  將導槽導軌3D數(shù)據(jù)*.STEP格式導入MeshFree軟件中，然后進行材料、邊界條件、載荷工況設(shè)置，如圖4所示：

                         圖4 MeshFree軟件設(shè)置圖

  查閱相關(guān)資料，運行內(nèi)存為50GB時，其分析結(jié)果可滿足精度要求。因此，本次分析均采用分析內(nèi)存為50GB進行計算。最后提交計算得到位移云圖，如圖5所示：

                            F-y=300N

                            F+y=300N

                           圖5 變形云圖

  由圖5可以看出，F(xiàn)-y=300N下的最大變形量=4.702mm，F(xiàn)+y=300N下的最大變形量=5.282mm。

  在HyperMesh中劃分二階3D四面體網(wǎng)格，分析方法同MeshFree一樣，其結(jié)果如圖6所示：

                         圖6 HyperMesh分析結(jié)果

  由圖6可以看出，F(xiàn)-y=300N下的最大變形量=5.329mm，F(xiàn)+y=300N下的最大變形量=5.761mm。

  結(jié)論：

載荷	分析結(jié)果	MeshFree	HyperMesh	誤差
F-y=300N	Y向最大變形量/mm	4.702	5.329	11.8%
F+y=300N	Y向最大變形量/mm	5.282	5.761	8.3%

  從以上分析結(jié)果可以看出，MeshFree分析結(jié)果比HyperMesh低10%左右。

  MeshFree的精度是可以保證的，效率則提高了數(shù)十倍以上。