基于MeshFree的發動機皮帶保護罩模態及剛度分析

  利用MIDAS MeshFree軟件對發動機皮帶保護罩進行模態及剛度分析,分析結果同Altair HyperWorks軟件分析結果對比。

  對比分析結果表明:

 1、MeshFree模態分析結果同比Altair HyperWorks高5%左右,MeshFree剛度分析結果同比Altair HyperWorks低8%左右;

 2、MeshFree從導入模型到求解分析時間(模態+剛度)不到半個小時,而Altair HyperWorks至少需要半天時間,效率比Altair HyperWorks高10倍左右。

  發動機皮帶保護罩模型結構、載荷工況及邊界條件如圖1所示:

載荷及工況.png

基于MeshFree的發動機皮帶保護罩模態及剛度分析的圖2

              圖1 發動機皮帶保護罩模型結構、載荷工況及邊界條件

  如圖1所示,工況如下:

 1、圖中4個孔固定約束,分析約束模態(常溫);

 2、點1處,法向(X),φ10mm面積,載荷=100N(高溫110℃);

 3、點2處,法向(Y),φ10mm面積,載荷=100N(高溫110℃)。

 發動機皮帶保護罩材料參數如表1所示:

                      表1 發動機皮帶保護罩材料參數

材料參數.png

  打開MeshFree軟件,導入模型,設置分析類型,材料參數,邊界條件及載荷工況,如圖2所示:

MeshFree設置.png

基于MeshFree的發動機皮帶保護罩模態及剛度分析的圖5

                        圖2 MeshFree軟件設置圖

  提交分析,得到模態、剛度結果云圖,如圖3所示:

模態.png

基于MeshFree的發動機皮帶保護罩模態及剛度分析的圖7

                           約束模態

F100N_2_2GB.png

基于MeshFree的發動機皮帶保護罩模態及剛度分析的圖9

                          點1剛度位移云圖

F100N_1_2GB.png

基于MeshFree的發動機皮帶保護罩模態及剛度分析的圖11

                           點2剛度位移云圖

                          圖3 MeshFree分析結果

  由圖3可以看出,前四階約束模態分別為:289Hz、337Hz、515Hz、765Hz;工況1最大變形量=2.300mm;工況2最大變形量=0.595mm。

  對比分析,將模型導入Altair HyperWorks,并劃分2階四面體網格,材料材料、邊界條件等方法同MeshFree一樣,其結果如圖4所示:

hypermesh_eigrl.png

基于MeshFree的發動機皮帶保護罩模態及剛度分析的圖13

                            模態分析結果

hypermesh_stiffness.png

基于MeshFree的發動機皮帶保護罩模態及剛度分析的圖15

                          工況1、2剛度分析結果

                       圖4 Altair HyperWorks分析結果

  由圖4可以看出,Altair HyperWorks,前四階約束模態分別為:282Hz、321Hz、494Hz、745Hz;工況1最大變形量=2.487mm;工況2最大變形量=0.651mm。

  結論:

  MeshFree與Altair HyperWorks對比分析結果如表2所示:

                  表2 MeshFree與Altair HyperWorks對比分析 

截圖01.png

  由表2可以看出:

 1、MeshFree模態分析結果同比Altair HyperWorks高5%左右,但是二者振型完全一致;

 2、MeshFree剛度分析結果同比Altair HyperWorks低8%左右。

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