有限元計(jì)算
關(guān)注創(chuàng)建者：liuichini 創(chuàng)建時(shí)間：2015-10-16
有限元計(jì)算的視頻教程
abaqus有限元過盈計(jì)算與kisssoft理論過盈計(jì)算對(duì)比
過盈配合是一種常見的鏈接方式，本例分別采用abaqus進(jìn)行過盈配合的有限元計(jì)算和kisssoft過盈配合的理論計(jì)算，對(duì)兩者結(jié)果進(jìn)行比較。
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擴(kuò)展有限元（XFEM）二維裂紋能量釋放率、三維裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子、裂紋疲勞擴(kuò)展計(jì)算
基于ABAQUS，采用擴(kuò)展有限元方法，計(jì)算二維裂紋能量釋放率、三維裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子，以及裂紋疲勞擴(kuò)展速率等力學(xué)行為
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基于Huang的晶體塑性有限元-CPFEM-入門-6
本次課程主要講解晶體塑性有限元計(jì)算結(jié)果的查看，晶體取向的導(dǎo)出、計(jì)算方法與極圖的繪制等
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有限元計(jì)算的實(shí)例教程
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展開 在有限元計(jì)算中，用戶最關(guān)心自己計(jì)算的結(jié)果是否準(zhǔn)確與合理，那么今天就和大家談?wù)?em>有限元計(jì)算的誤差來源，按照誤差來源類型主要分為兩類：
1、有限元理論假設(shè)引入的誤差
有限元這種數(shù)值計(jì)算方法，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)問題的計(jì)算，引入一些力學(xué)假設(shè)，即
（1）連續(xù)介質(zhì)假設(shè)，認(rèn)為計(jì)算模型是理想連續(xù)，沒有孔洞，即位移具有單值性，但是實(shí)際產(chǎn)品在加工中難以避免會(huì)引入初始的孔洞缺陷，例如鑄造件。
（2）材料均勻性假設(shè)，認(rèn)為模型的材料參數(shù)不隨空間變化為變化，是均勻的，但是實(shí)際產(chǎn)品在工藝處理過程中，例如淬火，都會(huì)使得材料的力學(xué)性能發(fā)生改變，并不能嚴(yán)格滿足材料均勻性。有限元理論與真實(shí)物理世界的差別通過一個(gè)系數(shù)來進(jìn)行折中，也就是有限元計(jì)算得到一個(gè)基準(zhǔn)結(jié)果，再通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算得到二者的轉(zhuǎn)換系數(shù)。
2.有限元計(jì)算過程的誤差
有限元的計(jì)算過程主要包括前處理，求解和后處理三個(gè)階段，有限元計(jì)算過程的誤差主要發(fā)生在前處理和求解階段。
第一個(gè)誤差來源，即模型簡化，發(fā)生在前處理階段模型簡化的是否恰當(dāng)直接影響的計(jì)算結(jié)果，一般情況數(shù)值計(jì)算模型與產(chǎn)品的加工CAD模型還是有區(qū)別的，數(shù)值計(jì)算模型只要求把模型的主要特征反映出來，而舍去一下細(xì)致的特征，從而平衡了求解精度與計(jì)算效率。
第二個(gè)誤差來源，即材料參數(shù)，就是反映計(jì)算模型的材料參數(shù)，如彈性模量，泊松比等，但是如前所述，即使找到材料參數(shù)也不能完全反應(yīng)由于工藝造成的材料非均勻性，如果輸入了錯(cuò)誤的材料參數(shù)，則計(jì)算得到結(jié)果沒有價(jià)值。
第三個(gè)誤差來源，即工況對(duì)接，所謂工況對(duì)接，就是在軟件中設(shè)置的位移約束和載荷與模型實(shí)際工況的對(duì)應(yīng)情況，軟件只提供了有限的位移約束和載荷類型，而分析模型可能收到的約束和載荷非常多，如果二者對(duì)應(yīng)不正確，則計(jì)算結(jié)果也沒有價(jià)值。
展開 有限元建模計(jì)算過程動(dòng)畫:
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展開 摘 要：以往螺栓螺母緊固U型開檔消隙力常基于實(shí)物試驗(yàn)測量，但時(shí)間長、成本高，后期方案優(yōu)化代價(jià)大，文章研究了消隙力的簡化有限元和接近實(shí)際有限元計(jì)算方法，在設(shè)計(jì)過程中可隨時(shí)進(jìn)行方案優(yōu)化，有利于縮短開發(fā)周期、降低成本。基于CATIA靜力學(xué)分析模塊分別使用兩種方法計(jì)算某副車架U型開檔方案優(yōu)化前后的消隙力，并和實(shí)物試驗(yàn)對(duì)比。結(jié)果表明兩種仿真方法計(jì)算的消隙力符合實(shí)際規(guī)律，均可用于方案優(yōu)化和最終選型。
關(guān)鍵詞：消隙力;CATIA軟件;有限元;CAE設(shè)計(jì);
0 引言
通過螺栓螺母緊固，中間夾持套管的U型開檔支架結(jié)構(gòu)在機(jī)械上應(yīng)用較多，如汽車底盤副車架上的擺臂安裝支架多為此類結(jié)構(gòu)[1]。為便于裝配，U型支架和套管通常設(shè)置間隙配合，在緊固夾持時(shí)需要先消除間隙，所消耗的力即為消隙力。消隙力會(huì)損耗螺栓的拉伸力，過大易導(dǎo)致接頭的安全系數(shù)不足，使接頭容易松動(dòng)[2]。
螺栓緊固過程的U型開檔變形是非線性的，通過公式很難準(zhǔn)確計(jì)算。以往常在樣機(jī)試制后，通過實(shí)際接頭試驗(yàn)測量出較準(zhǔn)確的消隙力，但如果這時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行方案優(yōu)化，時(shí)間長、成本高；在前期設(shè)計(jì)時(shí)，采用有限元法可以計(jì)算出較準(zhǔn)確的消隙力，提前優(yōu)化方案，有利于縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、節(jié)約成本。
1 消隙力的有限元計(jì)算方法
1.1 消隙力的簡化有限元計(jì)算方法
抽取U型開檔結(jié)構(gòu)中性面，簡化有限元計(jì)算方法幾何模型如圖1所示。其有限元模型采用2D殼單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，無需建立螺栓、螺母和套管網(wǎng)格。在U型開檔一側(cè)做出螺栓接觸圓環(huán)面，以圓環(huán)面中心點(diǎn)為主節(jié)點(diǎn)、該圓環(huán)面節(jié)點(diǎn)為從節(jié)點(diǎn)建立剛性單元；在U型開檔另一側(cè)做出螺母接觸圓環(huán)面，同理建立剛性單元。
展開 ０ 引言
通常，有限元分析軟件在后處理上只是將計(jì)算結(jié)果以圖形或表格的方式顯示在屏幕上，并沒有對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的整理和提煉。在基于有限元計(jì)算結(jié)果的反復(fù)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員往往通過計(jì)算結(jié)果圖或表來了解設(shè)計(jì)上的缺陷和不恰當(dāng)，并沒有更易接受的語言文字來指名缺陷或不恰當(dāng)及其產(chǎn)生的原因。當(dāng)在進(jìn)行復(fù)雜項(xiàng)目的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)和分析往往是分開進(jìn)行的，設(shè)計(jì)人員在理解有限元計(jì)算結(jié)果圖或表時(shí)有可能產(chǎn)生誤解和偏差，這將導(dǎo)致設(shè)計(jì)的修改朝錯(cuò)誤的方向進(jìn)行。同時(shí)，在發(fā)展基于有限元分析的設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)中，有限元的計(jì)算結(jié)果更要參與基于知識(shí)的推理過程，將計(jì)算結(jié)果提煉出來作為一種知識(shí)源參與到設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中去。因此，有必要研究如何整理和提煉有限元分析結(jié)果使之轉(zhuǎn)化為直接可供推理和閱讀的知識(shí)和文字。
當(dāng)前，有限元系統(tǒng)軟件（如MARC、NASTRAN、ANSYS、MOLDFLOW等）發(fā)展到今天這個(gè)程度，并沒有在后處理上實(shí)現(xiàn)對(duì)分析結(jié)果的整理和提煉，這主要涉及到以下幾個(gè)方面的難點(diǎn)：（１）面向的具體應(yīng)用太多。每一個(gè)具體的應(yīng)用就需要一個(gè)具體的解釋和處理，這是一般有限元系統(tǒng)軟件所不能勝任的，可行的方法是根據(jù)具體的行業(yè)和應(yīng)用進(jìn)行有針對(duì)性的二次開發(fā)。（２）系統(tǒng)集成尚未發(fā)展到全相關(guān)狀態(tài)，即全相關(guān)集成。所謂全相關(guān)集成就是指大系統(tǒng)下的各個(gè)子功能模塊在功能上和數(shù)據(jù)管理上達(dá)到緊密的結(jié)合。現(xiàn)有系統(tǒng)軟件的非全相關(guān)集成阻礙了有限元分析結(jié)果的反饋路徑，使得“分析→設(shè)計(jì)”產(chǎn)生脫節(jié)現(xiàn)象。（３）智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。要想達(dá)到系統(tǒng)的全相關(guān)集成，必須具備智能技術(shù)的支持。智能技術(shù)在集成中不但起到控制各個(gè)模塊協(xié)調(diào)運(yùn)行的作用，而且在判斷問題上起到?jīng)Q策的作用，更在具體的問題上起到輔助解答的作用。但在目前的情況下，“設(shè)計(jì)—分析”系統(tǒng)集成軟件對(duì)智能技術(shù)的支持還十分不足，導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)中兩環(huán)節(jié)嚴(yán)重分離的現(xiàn)象。
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有限元計(jì)算的最新內(nèi)容
考慮熱源的瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元求解器8小時(shí)前
關(guān)鍵詞：熱源，瞬態(tài)，熱傳導(dǎo)，有限元求解器，三角形單元，自研
在《瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元求解器開發(fā)》一文中，我們介紹了自研的二維瞬態(tài)熱傳導(dǎo)求解器。
當(dāng)時(shí)那個(gè)控制方程沒有考慮熱源，邊界條件中只涉及溫度、熱流、對(duì)流。然而在很多問題中，熱源才是最關(guān)鍵的邊界條件，比如電發(fā)熱、化學(xué)反應(yīng)生熱。
熱源的處理
熱源是體熱，相對(duì)應(yīng)的熱流是面熱。兩者處理方式類似，都是根據(jù)單位熱功率值和幾何尺寸計(jì)算熱功率，然后加到控制方程矩陣的右側(cè)
有限元計(jì)算宏觀應(yīng)變，VPSC 在微觀層面計(jì)算晶體旋轉(zhuǎn)和硬化，再反饋回宏觀應(yīng)力。非均勻場預(yù)測：你不僅能看到工件的整體變形，還能清晰地觀察到厚度方向、圓周方向上織構(gòu)分布的異質(zhì)性。復(fù)雜工藝仿真： 只有融入有限元，才能真正模擬非對(duì)稱軋制等具有復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的工藝。
今天推薦的是Prakash 等人在 Materials Science & Engineering A 上發(fā)表的經(jīng)典論文。
這樣，宏觀有限元計(jì)算不再只依賴經(jīng)驗(yàn)塑性曲線，而是能夠?qū)崟r(shí)考慮晶粒取向和織構(gòu)演化對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響。
文章中，作者首先通過單元模型分別施加拉伸、壓縮和簡單剪切，生成不同初始織構(gòu)；隨后將這些織構(gòu)賦予方管模型，并進(jìn)行軸向壓潰模擬。
結(jié)果表明，雖然不同織構(gòu)對(duì)整體折疊形貌的影響并不總是非常顯著，但對(duì)壓潰力–位移曲線、平均壓潰力和能量吸收能力具有明顯影響。
第一層是我們熟悉的晶粒尺度模擬，也就是基于有限元的晶體塑性計(jì)算。它負(fù)責(zé)求解每個(gè)晶粒、每個(gè)單元中的應(yīng)力、應(yīng)變、滑移量和位錯(cuò)密度演化。第二層是介觀尺度模擬，用來處理普通 CP-FEM 很難直接描述的部分：位錯(cuò)在晶粒內(nèi)部的重新分布、由位錯(cuò)堆積產(chǎn)生的背應(yīng)力，以及位錯(cuò)穿過晶界時(shí)受到的阻礙。
這篇文章里，最值得關(guān)注的是它對(duì)晶界的處理。
材料卡片是仿真分析的"基因"，決定了有限元計(jì)算結(jié)果的精度上限。
在碰撞仿真、NVH分析、產(chǎn)品可靠性評(píng)估等場景中，材料參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性直接影響仿真的可信度。然而，實(shí)驗(yàn)室提供的原始材料曲線與仿真軟件所需的有效應(yīng)力應(yīng)變曲線之間，存在一道需要跨越的轉(zhuǎn)化鴻溝。
SUPG（Streamline Upwind/Petrov-Galerkin，流線迎風(fēng)/Petrov-Galerkin）迎風(fēng)格式是計(jì)算流體力學(xué)和有限元方法中一種經(jīng)典的穩(wěn)定化技術(shù)，專門用于解決對(duì)流主導(dǎo)問題中的數(shù)值振蕩問題。
該方法是79年到82年Brooks 和 Hughes提出并確立的，目前廣泛用于流體有限元求解中。
，計(jì)算出襯套在整個(gè)多維載荷空間中所有特征載荷路徑上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)。
橡膠疲勞仿真中的三大挑戰(zhàn)與解決思路1個(gè)月前
這種方法在保證計(jì)算精度的同時(shí)，能夠顯著減少必要的有限元仿真計(jì)算量，提升分析效率。
延伸閱讀：
橡膠疲勞 ≠ 金屬疲勞：線性疊加-上
橡膠疲勞 ≠ 金屬疲勞：線性疊加-下
挑戰(zhàn)三
熱效應(yīng)的綜合考量
03
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橡膠的粘滯效應(yīng)以及較低的熱導(dǎo)率使其在循環(huán)載荷下容易產(chǎn)生顯著的自生熱和溫度累積。
基于Darveaux模型的BGA焊球溫循壽命預(yù)測1個(gè)月前
</p><p class="ql-align-justify">接下來，就以一個(gè)典型的大尺寸FCBGA為例，手把手帶你建立有限元模型，計(jì)算焊球的溫循壽命。首先我們建立一個(gè)簡化但保留主要結(jié)構(gòu)的BGA焊接在PCB上的幾何模型，如下圖所示。
<h3><strong>【版權(quán)聲明與技術(shù)存證】關(guān)于某型“巷道超前支架”結(jié)構(gòu)有限元分析報(bào)告的公開撤回聲明</strong></h3><p><strong>一、 成果歸屬與授權(quán)撤回</strong></p><p>本文發(fā)布內(nèi)容為本人針對(duì)某型巷道超前支架所做的有限元分析（FEA）階段性成果。</p><p><strong>合作背景說明：</strong> > 合作方：<strong>西安某礦業(yè)學(xué)科背景高校相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)
