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:

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
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:

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:

約束模態

點1剛度位移云圖

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:

模態分析結果

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
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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