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聯合整地機牽引梁架有限元分析

發布日期:2020-07-12 作者: 點擊:

聯合整地機有限元法(Finite Element Method)是當今工程分析中獲得最廣泛應用的數值計算方法。這種應用計算機進行分析計算的有限方法,可以幫助設計人員找到產品或設計中的薄弱環節和問題,並快速有效地提供合理、可靠、先進的產品結構方案。有限元法已成為計算機輔助設計(CAD)和輔助製造(CAE)的重要組成部分。有限元法是生產和科學技術發展的產物,是以分割、插值和變分原理為基礎的,或者說,聯合整地機分割近似原理和能量極值原理相結合就是有限元法的重要特征。有限元法的初期階段多釆用直接法進行結構分析。隨著理論的探索和發展,目前廣泛采用基於變分原理的位能原理、餘能原理和廣義變分原理。而有限元分析(FEA)已成為新產品創新和老產品改造提高的核心技術。對真實產品和非真實產品(設計方案)有效的仿真分析,是FEA技術的最顯著特點。FEA的仿真分析特點和強大快速的產品性能、合理性、安全可靠性分析功能,提高了設計水平,快速發現產品的弱點或缺陷,提高產品質量,實現產品的創新,加快產品投放市場的速度。隨著FEA作為產品創新核心技術被越來越多的企業家和產品設計者所認識,更多的創新產品在各行各業湧現。對於不同物理性質和數學模型的問題,有限元求解法的基本步驟是相同的,隻是具體公式推導和運算求解不同。有限元求解問題的基本步驟通常為:

聯合整地機

第一步:問題及求解域定義。根據實際問題近似確定求解域的物理性質和幾何區域。


第二步:求解域離散化。將求解域近似為具有不同有限大小和形狀且彼此相連的有限個單元組成的離散域,習慣上稱為有限元網絡劃分。顯然單元越小(網絡越細)則離散域的近似程度越好,計算結果也越精確,但計算量及誤差都將增大,因此求解域的離散化是有限元法的核心技術之一。第三步:確定狀態變量及控製方法。一個具體的物理問題通常可以用一組包含問題狀態變量邊界條件的微分方程式表示,為適合有限元求解,通常將微分方程化為等價的泛函形式。


第四步:單元推導。對單元構造一個適合的近似解,即推導有限單元的列式,其中包括選擇合理的單元坐標係,建立單元試函數,以某種方法給出單元各狀態變量的離散關係,從而形成單元矩陣(結構力學中稱剛度陣或柔度陣)。為保證問題求解的收斂性,單元推導有許多原則耍遵循。對工程應用而言,重要的是應注意每一種單元的解題性能與約束。例如,單元形狀應以規則為好,畸形時不僅精度低,而且有缺秩的危險,將導致無法求解。


第五步:總裝求解。將單元總裝形成離散域的總矩陣方程(聯合方程組),反映對近似求解域的離散域的要求,即單元函數的連續性要滿足一定的連續條件。總裝是在相鄰單元結點進行,狀態變量及其導數(可能的話)連續性建立在結點處。


第六步:聯立方程組求解和結果解釋。有限元法最終導致聯立方程組。聯立方程組的求解可用直接法、選代法和隨機法。求解結果是單元結點處狀態變量的近似I值。對於計算結果的質量,將通過與設計準則提供的允許值比較來評價並確定是否需要重複計算。

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