壓縮有限元仿真的案例
LS-DYNA層合圓筒軸向壓縮有限元仿真 ￥100
LS-DYNA層合圓筒軸向壓縮有限元仿真
有限元仿真在螺桿壓縮機應用研究
李日華，張天翼
（珠海格力智能裝備有限公司，廣東珠海519000）
[摘要]：通過對螺桿壓縮機進行有限元仿真，可以加快設計工作進度。分析對象主要包括螺桿壓縮機殼體、轉子和內部流道，分析方法主要包括結構靜力學仿真、結構熱力學仿真、模態分析、諧響應分析、隨機振動分析、流場模擬和噪聲分析等。
[關鍵詞]：有限元；仿真；螺桿壓縮機；殼體；轉子；內部流道
中圖分類號：TH455 文獻標志碼：A
文章編號：1006-2971（2021）03-0032-05
1 引言
螺桿壓縮機具有可靠性高，操作維護方便和適應性強的特點，廣泛應用于中央空調、冷凍冷藏、船用和核電等領域，在寬廣的容量和工況范圍內，逐漸替代其他種類壓縮機[1-2]。螺桿壓縮機利用一對相互嚙合的陰、陽轉子在殼體腔內作回轉運動，實現吸氣、壓縮和排氣3個過程，轉子和殼體是螺桿壓縮機重要零部件。在氣體壓縮的過程中，受氣體力作用，轉子會發生一定的形變，由
于受排氣周期性氣體脈動和轉子回轉力的影響，誘發了壓縮機振動和噪聲響應問題，在激勵源作用的情況下，可以通過振動響應計算將響應頻率和激勵頻率偏錯開，從而避免共振，降低振動。殼體在壓縮機工作過程中除了承受氣體壓力和轉子載荷外，還是壓縮機振動和噪聲輻射的主體，壓縮機主要通過殼體結構進行傳遞，因此，殼體合理設計對壓縮機可靠性影響至關重要。螺桿壓縮機殼體結構設計既要滿足強度設計要求，同時也要滿足剛度設計要求，避免由于設計不合理產生共振、振動傳遞高等問題[3]。
有限元分析可用于結構及流體的仿真。合理運用仿真手段，可加快設計工作的進行，通過仿真結果來優化壓縮機結構，確定壓縮機殼體和轉子結構設計的合理性，避免后期不必要的改模，降低開發成本。本文分別從結構靜力學和動力學方面對螺桿壓縮機殼體和轉子進行有限元仿真分析。
展開 （轉一篇文章）壓縮機氣缸螺栓擰緊過程有限元仿真
轉自 http://www.jd37.com/tech/20076/29830.html
轉自 gm.newmaker.com/art_19623.html
壓縮機氣缸螺栓擰緊過程有限元仿真
摘要：通過運用有限元仿真技術對旋轉式壓縮機泵體螺栓裝配變形進行模擬，結合試驗的對比驗證，確立了正確、可靠、有效的有限元仿真分析方法，從結構仿真分析、理論知識、試驗三方面檢討了螺栓裝配對泵體變形的影響，從而展現非線性有限元仿真技術在實際工程問題上的具體應用。
關鍵詞：旋轉式壓縮機 泵體 螺栓裝配 非線性有限元
1 前言
旋轉式壓縮機由活塞、氣缸、葉片及其背部的彈簧、偏心曲軸和上、下缸蓋等主要零件組成。氣缸內孔和活塞均呈圓形，氣缸上開有吸、排氣口。排氣口上裝有排氣閥，氣缸內裝有偏心曲軸，其旋轉中心與氣缸內孔的圓心重合，活塞安裝在曲軸偏心部上，使得活塞外表面與氣缸內表面相切，于是氣缸內表面與活塞外表面之間形成一個月牙形空間，它的兩端被上、下缸蓋封著，構成了壓縮機的工作腔。在氣缸的吸、排氣口之間開一個徑向槽，槽內裝有能來回滑動的葉片，葉片背部裝有彈簧，靠彈簧力將葉片緊緊壓在活塞外表面上，將月牙形空間分成兩部分：與吸氣口相通的部分稱為吸氣腔；在排氣口一側的部分稱為壓縮腔。當偏心曲軸由電機驅動繞氣缸中心連續旋轉時，吸氣腔、壓縮腔的容積周期變化，于是實現了吸氣、壓縮、排氣及余隙膨脹等工作過程。基本結構見圖1（a）。
圖1：旋轉式壓縮機基本結構和氣缸模型示意圖
氣缸是壓縮機的骨架，其上安裝著壓縮機的主要零部件。
展開 淺談有限元仿真中的網格無關性 附有限元仿真實踐原理下載
從數值上來看，隨著網格數量增大，參數的數值解越來越趨向于定值，且從四十萬網格到八十萬網格相鄰兩數據相差約為4%；從八十萬網格到一百六十萬網格相鄰兩數據相差約為1%；故可認為此時的數值仿真結果已經收斂，網格無關性驗證完畢。
關于網格無關性的驗證，你學會了嗎？
下載地址：有限元仿真實踐原理
有限元法（FEM） 附有限元仿真實踐原理下載
其他有限元公式
在上述例子中，我們為基函數和試函數使用了相同的函數集來實現模型方程的離散化。如果一個有限元公式可以使試函數不同于基函數，則該公式稱為 Petrov-Galerkin 法。這是一種常用的方法；例如，在解決對流-擴散問題的過程中，只會對流線方向進行穩定化處理。其也被稱為流線迎風 /Petrov-Galerkin（SUPG）法。
在耦合方程組的求解過程中，不同的因變量可能會用到不同的基函數。一個典型的例子是納維-斯托克斯方程的求解，其中的壓力往往比速度更平滑、更易進行近似。在某類方法中，如果一個耦合方程組中不同的因變量的基函數（以及試函數）屬于不同的函數空間，那么這類方法便稱為混合有限元法。
COMSOL Multiphysics 軟件中用于流體流動分析的混合單元法的設置，其中二次形函數（基函數）用于計算速度，線性形函數用于計算壓力。
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展開 Abaqus有限元仿真分析在各個領域的應用與功能詳解-有限元科技內參
培訓大綱：
1、Abaqus-CAE簡介
2、Abaqus-CAE中操作幾何體
3、操作Abaqus之外的模型
4、Abaqus-CAE中的材料屬性和裝配件
5、Abaqus網格劃分
6、Abaqus-cae中的分析步、接觸和載荷
培訓時間：2017年 8月17--8月19
培訓地點：深圳市南山區科技路1號桑達科技大廈208室
講師專長：
汽車底盤各子系統零部件的CAE分析，如：強度、剛度分析、動力學分析、疲勞耐久、制動系統熱仿真分析、模態分析、橡膠制品分析等。
培訓費用：
500元/人/天（費用包含培訓費，稅費，電子檔教材，元王記事本，簽字筆及午餐費用），所有學員需自帶筆記本電腦，外地學員有住宿要求的人員可統一協助安排酒店，費用自理。
報名方式：
電話：13632683051
Q Q：4006046636或者2039363860
官網：深圳市有限元科技有限公司
展開 免費領視頻 | 使用有限元分析 (FEA) 確保泵和壓縮機的結構完整性
設計安全且可靠的旋轉設備的五個步驟
泵和壓縮機可靠且安全地運作，可以為整個機械過程帶來巨大收益，包括水和排污系統、通風系統、發電廠的冷卻以及其他許多應用。
除了能效要求以外，泵、壓縮機、電機和其他旋轉機械在工作過程中必須承受重復性機械應力，才能在漫長的壽命中可靠運行。
此網絡研討會的講解內容包括：
有限元仿真可以高效預測泵、壓縮機及其相關殼體的結構性能
工程過程整合了 CAD 和 CAE 并關聯了物理測試
泵和壓縮機制造商必須確保機器及其組件在臨界載荷情況下的結構完整性
在設計階段可靠預測由于殼體結構動力學造成的噪聲和振動
Sebastian Flock
Simcenter 3D 解決方案業務開發經理, Siemens Digital Industries Software
塞巴斯蒂安 (Sebastian) 加入 Siemens Industry Software 時擔任 Simcenter 3D Motion 產品經理，現任 Simcenter 3D 解決方案業務開發經理。塞巴斯蒂安擁有德國亞琛工業大學機械工程博士學位。他的工作成果轉化為各類機械動力學及多體仿真方面的出版物發表。塞巴斯蒂安的工作領域涵蓋多體動力學、耐久性及 NVH、傳動系統和旋轉機械。
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展開 國產有限元軟件對標Abaqus慘遭各大有限元軟件圍攻，仿真大戰究竟誰能勝出
實際上，幾十年前，我國部分計算力學家就倡導發展自主CAE軟件，并且當時實際上也發展了一部分國產有限元軟件。大連理工在八九十年代開發了JIFEX（目前該軟件叫SIPESC），北大在SAP的基礎上發展了SAP84，在當時積累了部分用戶，梁國平院士發展了自動有限元生成系統FEPG（目前叫FELAC）。
同時，目前還有一批新興的軟件已經面市或者即將面市，安世亞太目前在宣傳他們的自主通用仿真軟件PERA SIM；同時在知乎上，知乎答主lanjieying大師通過不少驗證案例展示了新興有限元軟件Simdroid的計算能力。以下是lanjieying大師提供的一個計算案例（鏈接https://zhuanlan.zhihu.com/p/107046577）：
問題描述：
半徑2.54m的圓環，矩形截面0.0254m*0.0254m，彈性模量2.068e11Pa，泊松比0.0。外表面均勻受壓。采用線性屈曲分析計算圓環的臨界荷載。
Lanjieying認為：有限元軟件COMSOL對該案例的計算結果是錯誤的（其計算出的臨界荷載因子為0.068），原因是其沒有考慮壓力引起的荷載剛度，而abaqus，ANSYS和Simdroid則可以得到正確的結果0.0517。
展開 基于流體壓力的橡膠圈密封有限元仿真分析方法--ANSYS Workbench有限元分析方法--橡膠密封方法
今天，我們就來一起探討一下如何利用ANSYS Workbench這一強大的有限元分析軟件，對典型的橡膠圈密封進行精確計算和分析。
一、模型介紹
我們構建的模型是一個圓柱形的軸對稱結構，通過取其截面進行模擬分析。這個模型由三部分組成：左側是固體部分，中間是橡膠圈，右側是剛性體。這種設計在很多工業設備中都能看到，其密封性能直接關系到設備的正常運行。
二、壓縮與加載
在模擬的初始階段，右側的剛性體會上移到指定位置，對橡膠圈進行壓縮。這一步是為了模擬實際安裝過程中橡膠圈的變形情況，確保其能夠適應密封槽的形狀。
結果如圖所示
接下來，我們在橡膠圈的凹槽部分加載流體壓力。這些壓力會擠壓橡膠與固體、剛性體之間的接觸面，試圖在縫隙位置撐開接觸面。此時，我們關注的是接觸面的壓力分布情況，以此來判斷橡膠圈是否能夠提供完好的密封。
流體壓力加載采用命令的方式如下所示
三、材料設置與接觸條件
橡膠材料的選擇至關重要，它直接影響到密封件的密封性能和耐用性。在模擬中，我們根據實際情況選擇了合適的橡膠材料，并設定了相應的物理參數。
與此同時，橡膠與固體、剛性體之間的接觸也被設定為摩擦接觸，摩擦系數設為0.1。為了更準確地模擬實際情況，我們還設置了每步更新剛度的選項，以確保模擬結果的準確性。
四、提高收斂性
在進行有限元分析時，有時會遇到不收斂的問題。這可能是由于模型設置、網格劃分或求解器參數等原因導致的。為了解決這個問題，提高收斂從下面來幾方面考慮
1.可以為模型嘗試添加keyopt,matid,6,1等參數來提高收斂性。
展開 晶體塑性有限元仿真入門(2)--BCC、FCC、HCP晶格材料以及多相材料的有限元模擬
參考資料
Ti3Al單晶和雙相片層TiAl合金塑性行為的CPFEM模擬
Ti-6Al-4V合金納米壓痕變形與高周疲勞行為CPFEM研究
On Predicting the Channel Die Compression Behavior of HCP Magnesium AM30
兩相鈦合金拉伸力學行為的研究
密排六方金屬鎂的晶體塑性力學性能研究
HCP多晶體塑性的數值模擬
TA15鈦合金高溫變形多晶體塑性有限元模擬
γ-TiAl多晶體壓縮變形機制的晶體塑性有限元研究
純鈦單道次ECAP變形織構演化的細觀有限元模擬
純鈦晶體塑性力學性能研究
純鈦塑性變形行為的晶體塑性有限元模擬
純鈦壓縮變形下的晶體塑性有限元分析
考慮滑移與孿晶的鎂塑性本構研究
鈦合金雙態組織高溫拉伸行為的晶體塑性有限元研究
展開 【仿真百科】有限元仿真分析軟件的定義和仿真案例
自動生成模型文檔
在運行仿真后，非常重要的一步是將輸入數據和仿真結果匯總到報告中，并在其中記錄特定的會話。現代有限元分析軟件支持定義報告的結構，用戶可以在其中選擇要記錄的輸入和輸出數據。系統可以自動生成此類報告，您可以將其另存為文檔，在將來每次仿真時用作參考。
散熱器仿真報告的第一頁。報告結構創建完成后，報告便會根據每次仿真結果自動更新，并能以不同的名稱進行保存，以記錄仿真信息。其中包含一個問題定義部分，記錄域設置、邊界設置、初始條件、網格、自由度數量等信息。結果包含派生值和模型文件中的繪圖。
有限元分析發展趨勢
如上所述，有限元分析過程包含許多步驟。選擇大量參數（這些參數用于控制求解過程）等許多細節操作已成功實現自動化，無需用戶太多關注。現今的有限元分析軟件與上一代產品相比，性能得到了顯著提升，價格也明顯降低，工程師和小企業也能購買使用。
然而，為了進一步發掘有限元分析的潛力，使其幫助人們將更好的工程設計變為現實，需要做的工作還有很多。算法和用戶界面都在不斷得到改進，對于在各自的特定應用領域使用有限元分析工具的工程師、設計者和研究人員，減輕他們的負擔，使其不必花大量的時間和精力來研究計算方法的細節，是目前的一個重要趨勢。新軟件接口的開發工作正在進行中，希望能幫助有限元分析專業人員和應用專業人員一同構建專用的分析工具，使工程師能夠專注于設計任務，而不必“時刻關注”不斷變化的計算細節。
隨著價格低廉的云計算資源成為現實，再加上安全的數據傳輸手段，設計項目中將引入越來越多的計算分析。數學建模和有限元分析軟件已經在過去和現在取得了成功，下一代軟件將實現質的飛躍。數值計算不僅能減少工程工作量，還能使分析更加精確，實現對從概念到生產的整個產品鏈提供有力支持。借助有限元分析軟件進行數學建模，必能照亮未來發展之路！
展開 
使用有限元-邊界元方法進行電磁仿真
對于頻率為 18GHz 的信號，1m 的距離是波長的 60 倍，通過有限元建模這樣一個巨大的空間在計算上是非常耗時的。我們可以將被測設備和天線分離成兩個有限元域（當然，波長大小相當），并與 BEM 耦合，而不是在單個有限元中建模，如圖7所示。天線上檢測到的功率可以作為被測設備輻射電磁信號強度的一個衡量標準。
圖7.用于發射分析的 EMI/EMC 測試臺設置圖。
結語
由于網格要求和計算資源限制，電磁模擬受到限制，FEM-BEM 耦合為更廣泛的電磁仿真提供了可行的方法。在研究被測設備的 EMI/EMC 分析中的發射和抗擾度測試應用中，對 Friis 傳輸方程進行驗證使結果更加可靠。
本文內容來自 COMSOL 博客
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快速了解離散元仿真軟件Altair EDEM（與多體/有限元/流體軟件實現耦合）
如果加上軟件的API接口開發功能，這又會大大增加接觸模型的數量，可以幫助我們適用于不同的仿真需求。
EDEM可以聯合主流的CAE工具軟件進行顆粒系統與流體、機械結構及電磁場的耦合模擬仿真。
1、與 MBD（多體動力學） 軟件耦合
EDEM與 MBD（多體動力學） 進行耦合，可以仿真設備的動態力學響應，不僅可獲取固體散料對機械設備的真實載荷大小及其對設備性能產生的影響，同時可通過分析固體散料的力學響應，為機械設備作業質量評估提供依據。
Altair HyperWorks? 2019.1實現了Altair MotionSolve和EDEM之間的實時雙向耦合。
在EDEM中創建散料的模型，設定顆粒的形狀和質量等屬性，創建顆粒間的接觸。在MotionSolve創建系統的多體動力學模型，與EDEM共享相關的幾何。耦合仿真同時計算，每個時間步交換數據：MotionSolve計算設備部件的位置和速度，共享數據給EDEM，EDEM計算散料顆粒之間的接觸力，以及與設備部件之間的相互作用，共享各部件上的合力和力矩給MotionSolve。兩者耦合計算整個系統的運動狀態。
借助EDEM與MotionSolve的雙向耦合，可以分析挖掘機的鏟斗在不同操作工況下的載荷，評估挖掘深度、鏟斗裝載率、結構件載荷分布、動力系統匹配等。
2、與FEA（有限元分析）軟件耦合
EDEM可以與有限元分析軟件耦合，從而實現對施加在機器零件的載荷進行仿真分析，并將結果直接導出到所選的結構分析工具中。
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