部件級(jí)結(jié)構(gòu)有限元靜強(qiáng)度分析
關(guān)注創(chuàng)建者：遙遠(yuǎn)航程 創(chuàng)建時(shí)間：2016-10-06
部件級(jí)結(jié)構(gòu)有限元靜強(qiáng)度分析的實(shí)例教程
通常情況下
汽車工程、船舶工程、家電、軍工、航空航天、工程機(jī)械、軌道交通
等領(lǐng)域產(chǎn)品在實(shí)際使用過程中不僅會(huì)遇到簡(jiǎn)單靜強(qiáng)度破壞問題而且還會(huì)遇到各種更復(fù)雜的情況，如振動(dòng)、沖擊、疲勞等現(xiàn)象，控制不好往往會(huì)使零部件壽命縮短、機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生巨大噪音、影響產(chǎn)品可靠性，進(jìn)而帶來巨大安全隱患。市面上多數(shù)培訓(xùn)、教材只是針對(duì)有限元軟件基礎(chǔ)操作，缺乏實(shí)際工程應(yīng)用背景，對(duì)于解決實(shí)際工程問題幫助不大。
特此開設(shè)基于ANSYS Workbench仿真平臺(tái)，結(jié)合理論分析及具有代表性的20個(gè)工程實(shí)例，對(duì)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度、振動(dòng)、沖擊、疲勞、試驗(yàn)?zāi)M等多個(gè)方面進(jìn)行培訓(xùn)，幫助學(xué)員提升軟件操作能力、理論分析能力以及解決工作過程中遇到實(shí)際工程問題的能力。
展開 上海冪新電子科技有限公司
資質(zhì)：涉密計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成甲級(jí)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成一級(jí)；CMMI5。
業(yè)務(wù)方向：流體仿真計(jì)算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算、ANSYS有限元分析，仿真分析培訓(xùn)，流體、結(jié)構(gòu)類輔材供應(yīng)。
聯(lián)系電話：王經(jīng)理 15900979745
如有限元方法、材料力學(xué)、傳熱學(xué)、機(jī)械原理、振動(dòng)相關(guān)理論、實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析、數(shù)字信號(hào)處理、疲勞理論、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、機(jī)械加工工藝師手冊(cè)、各大質(zhì)量工具與管理流程等。
30%精力將仿真數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行對(duì)標(biāo)驗(yàn)證與校準(zhǔn)。如拉伸實(shí)驗(yàn)、疲勞實(shí)驗(yàn)、模態(tài)測(cè)試、溫度測(cè)試等；
20%精力對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、裝配、使用等方面的了解。如各種設(shè)計(jì)規(guī)范、檢驗(yàn)檢測(cè)規(guī)范、工藝評(píng)定文件、裝配作業(yè)指導(dǎo)書、人機(jī)工效學(xué)等；
10%的仿真軟件操作，如各種公開出版的教程與視頻等。將是一個(gè)相對(duì)有效的比例。
筆者從事汽車行業(yè)四年來編制的各種文件
以上是建立在，已經(jīng)完成體系化的，知識(shí)地圖架構(gòu)的積累之上的最終目標(biāo)。而為了實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)。在最開始階段，建議從仿真軟件的熟悉和簡(jiǎn)單案例操作開始。
這樣做是為了快速建立信心和了解仿真流程，從而降低入門的門檻。有一個(gè)好消息是，最新版ANSYS軟件的Workbench平臺(tái)以及AIM平臺(tái)以及Life平臺(tái)等，都擁有官方中文界面，可極大的降低相對(duì)其他軟件，在初學(xué)者階段的英文門檻限制。
學(xué)習(xí)第一步-調(diào)整心態(tài)
初學(xué)者階段，不要嘗試復(fù)雜計(jì)算，不要挑戰(zhàn)高難度問題。先將大部分基礎(chǔ)操作與案例熟悉并掌握，即可成功一半。
初學(xué)者往往害怕嘗試，害怕失敗。仿真技術(shù)的好處是，計(jì)算機(jī)虛擬操作，即使一次做失敗了，成本與損失也非常有限。這就給人相對(duì)實(shí)際造出東西，更多的嘗試可能性與機(jī)會(huì)。
So，放手去做不要怕，這瓜保熟。
筆者在哈爾濱空調(diào)股份有限公司做機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)期的照片
單純的學(xué)習(xí)軟件操作后，將會(huì)陷入不知道為什么這樣，以及為什么不這樣的窘境。滿腦子都是小朋友我還沒上車的問號(hào)。
展開 Key words：impeller; three-dimensional finite element; stress analysis▲
在風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)中，葉片與輪盤、輪蓋均為鉚釘連接結(jié)構(gòu)的高轉(zhuǎn)速葉輪,由于輪蓋、輪盤和葉片不僅受離心拉應(yīng)力和與軸連接的壓應(yīng)力作用，而且其本身又承受鉚釘連接處的切應(yīng)力作用，且這些應(yīng)力不是連續(xù)變化的，其應(yīng)力和變形狀況相當(dāng)復(fù)雜，用一般的有限元分析和二次計(jì)算法無法真實(shí)計(jì)算其受力情況。筆者主要采用三維有限元強(qiáng)度分析計(jì)算方法，對(duì)鉚接結(jié)構(gòu)葉輪在額定轉(zhuǎn)速下受離心力作用的結(jié)構(gòu)受力情況作了分析計(jì)算。
1 力學(xué)分析模型建立
1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)
葉輪轉(zhuǎn)速n=2975r/min，輪盤和輪蓋材料35CrMoA，葉片材料30CrMnSiA，鉚釘材料20Cr，葉片數(shù)量為24。輪盤和輪蓋強(qiáng)度極限為σs=590，σb=765，葉片強(qiáng)度極限為σs=735，σb=880，單位均為MPa。鉚接結(jié)構(gòu)形狀見圖1。
圖1 鉚接葉片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
1.2 三維有限元分析計(jì)算模型簡(jiǎn)化
鉚接式葉輪是由輪盤、輪蓋和葉片3部分通過鉚釘連接而成，整個(gè)葉輪受到的主要載荷是離心力、輪轂與轉(zhuǎn)動(dòng)軸緊配合而產(chǎn)生的壓緊力以及葉片與輪盤、葉片與輪蓋由鉚釘連接而產(chǎn)生的不均勻剪切力。由于問題比較復(fù)雜，因而在進(jìn)行有限元強(qiáng)度分析計(jì)算時(shí)，我們對(duì)鉚接葉輪作了如下幾點(diǎn)規(guī)定。
(1)有限元分析模型子結(jié)構(gòu) 在進(jìn)行鉚接葉輪強(qiáng)度分析時(shí)，我們擺脫傳統(tǒng)的平面有限元法和二次計(jì)算分析方法，以真實(shí)三維葉輪幾何結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)建立有限元分析模型。根據(jù)分析程序特點(diǎn)，在確定邊界條件時(shí)對(duì)葉輪不進(jìn)行任何理論假設(shè)，計(jì)算時(shí)輸入葉輪的真實(shí)轉(zhuǎn)速及材料。由圖1所示結(jié)構(gòu)，24個(gè)葉片在葉輪的環(huán)向均勻分布且完全對(duì)稱，為了減小解題規(guī)模，節(jié)省解題時(shí)間，我們選取葉輪1/24作為子結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。
展開 煙道結(jié)構(gòu)
煙道壁厚5mm，圖1為煙道結(jié)構(gòu)及其支座示意圖、除塵器支座設(shè)置示意圖。
圖1 袋除塵煙道結(jié)構(gòu)及其支座、除塵器支座設(shè)置示意圖
建立模型
由于進(jìn)氣煙道與殼體之間沒有膨脹節(jié)，因此需要考慮殼體的熱膨脹對(duì)煙道的影響，殼體已經(jīng)過計(jì)算滿足要求，本模型無需建立加強(qiáng)筋等部件，如圖2所示。出氣煙道與除塵器之間設(shè)置有膨脹節(jié)，故單獨(dú)建立出氣煙道模型，如圖3所示。
圖2 建立進(jìn)氣煙道及除塵器殼體幾何模型
圖3 建立出氣煙道幾何模型
約束條件
進(jìn)氣煙道支座及除塵器支座約束如圖4所示，其中標(biāo)記的為固定約束，未標(biāo)記的除塵器支座及煙道支座均為滑動(dòng)約束。出氣煙道支座約束如圖5所示。
圖4 進(jìn)氣煙道及除塵器支座約束
圖5 進(jìn)出氣煙道支座約束
載荷：
（1）自重；
（2）經(jīng)過多次計(jì)算后得出的進(jìn)氣煙道口載荷限值（方向按照幾何模型坐標(biāo)系）：載荷如下：FX=-15000N，F(xiàn)Y=8000N，F(xiàn)Z=-15000N，MX=136125N.m，MY=117975N.m，MZ=90750N.m。載荷添加如圖6所示。
圖6 進(jìn)氣煙道口載荷添加（集中力及彎矩）
（3）經(jīng)過多次計(jì)算后得出的煙道口載荷限值（方向按照幾何模型坐標(biāo)系）：載荷如下：FX=-33000N，F(xiàn)Y=18000N，F(xiàn)Z=-33000N，MX=136125N.m，MY=117975N.m，MZ=90750N.m。載荷添加如圖7所示。
展開 
部件級(jí)結(jié)構(gòu)有限元靜強(qiáng)度分析的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
部件級(jí)結(jié)構(gòu)有限元靜強(qiáng)度分析結(jié)構(gòu)有限元分析結(jié)構(gòu)有限元汽車結(jié)構(gòu)有限元分析船體結(jié)構(gòu)有限元分析混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析 有限元與力學(xué)結(jié)構(gòu)仿真水工結(jié)構(gòu) 航空結(jié)構(gòu)有限元和強(qiáng)度分析螺栓的靜強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、承載面 擠壓強(qiáng)度以及抗滑移安全系數(shù)進(jìn)行有限元仿真分析hyperworks懸架減振器有限元建模及慣性釋放法分析靜強(qiáng)度結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元fea底盤有限元仿真分析篇6:懸架減振器cae建模及靜強(qiáng)度仿真分析實(shí)例視頻教程汽車部件有限元分析
部件級(jí)結(jié)構(gòu)有限元靜強(qiáng)度分析的最新內(nèi)容
煙道結(jié)構(gòu)
煙道壁厚5mm，圖1為煙道結(jié)構(gòu)及其支座示意圖、除塵器支座設(shè)置示意圖。
圖1 袋除塵煙道結(jié)構(gòu)及其支座、除塵器支座設(shè)置示意圖
建立模型
由于進(jìn)氣煙道與殼體之間沒有膨脹節(jié)，因此需要考慮殼體的熱膨脹對(duì)煙道的影響，殼體已經(jīng)過計(jì)算滿足要求，本模型無需建立加強(qiáng)筋等部件，如圖2所示。出氣煙道與除塵器之間設(shè)置有膨脹節(jié)，故單獨(dú)建立出氣煙道模型
各有關(guān)單位：
隨著智能制造和“工業(yè)4.0”建設(shè)步伐加速，CAE一直是產(chǎn)品開發(fā)過程中的催化劑，大大提高產(chǎn)品性能，降低研發(fā)成本，同時(shí)能夠使產(chǎn)品快速地推向市場(chǎng)。通常情況下
汽車工程、船舶工程、家電、軍工、航空航天、工程機(jī)械、軌道交通
等領(lǐng)域產(chǎn)品在實(shí)際使用過程中不僅會(huì)遇到簡(jiǎn)單靜強(qiáng)度破壞問題而且還會(huì)遇到各種更復(fù)雜的情況，如振動(dòng)、沖擊、疲勞等現(xiàn)象，控制不好往往會(huì)使零部件壽命縮短、機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生巨大噪音
文章發(fā)布：上海安世亞太官方訂閱號(hào)（搜索：PeraShanghai）
作者：劉笑天
聯(lián)系我們：021-58403100
全文共1952個(gè)字，預(yù)計(jì)閱讀時(shí)間6分鐘
一個(gè)產(chǎn)品60%~70%的成本、性能、功能、質(zhì)量等指標(biāo)，在設(shè)計(jì)階段就已決定。仿真的價(jià)值，是滿足最基本的功能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)上，向更高更快更強(qiáng)的性能、質(zhì)量、成本賦能，走出更堅(jiān)實(shí)一步。所以高水平的仿真工程師，應(yīng)該比設(shè)計(jì)更懂設(shè)計(jì)、比工藝更懂工藝
上海冪新電子科技有限公司
資質(zhì)：涉密計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成甲級(jí)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成一級(jí)；CMMI5。
業(yè)務(wù)方向：流體仿真計(jì)算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算、ANSYS有限元分析，仿真分析培訓(xùn)，流體、結(jié)構(gòu)類輔材供應(yīng)。
聯(lián)系電話：王經(jīng)理 15900979745
選取一典型復(fù)合材料梯形梁結(jié)構(gòu)，采用有限元計(jì)算程序MSC.Nastran，結(jié)合與理論分析相比擬的工程簡(jiǎn)化方法，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度作簡(jiǎn)便、快捷地評(píng)估，用于指導(dǎo)結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)。通過對(duì)計(jì)算結(jié)果分析，突現(xiàn)出大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)過程中的問題。
大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元分析.pdf
鉚接結(jié)構(gòu)葉輪強(qiáng)度三維有限元分析
康玲
摘 要：論述了鉚接結(jié)構(gòu)葉輪強(qiáng)度的三維有限元應(yīng)力分析及計(jì)算 方法,以有限元分析結(jié)果為依據(jù)，確認(rèn)這種鉚接結(jié)構(gòu)形式的葉輪結(jié)構(gòu)在實(shí)際操作工況下是安 全合理的。
關(guān)鍵詞：葉輪；三維有限元；應(yīng)力分析
分類號(hào)：TE 964 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1000-7466(2000)02-0025-03
Three-dimensional finite
