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有限元分析与实验结果的比较

发布于:2016-02-03 18:49
有限元分析

      从有限元分析和实验对比图中可以得知,有限元材料弹塑性分析结果与试验结果比较接近,而有限元材料弹性分析结果与试验结果符合稍差,说明有限元材料非线性分析比较符合实际情况。但这些结果与试验结果相差都不是很大,在可以接收的范围内。由于陶瓷材料的特殊材料性能,陶瓷球模型的接触变形要小于钢球模型的接触变形,其材料线性和材料非线性两种有限元分析得出的结果相差更小。另外,当外载荷增大到很大时,材料非线性和材料线性有限元分析结果差别就会越来越明显。
      由结果可以得知接触最大趋近量的有限元分析结果、试验结果、赫兹理论结果及其相对误差。由于赫兹理论是以弹性力学理论为基础的,因此,可以看出材料弹性有限元分析结果,更接近于赫兹理论计算结果。
      有限元非线性分析结果、有限元线性分析结果、接触试验结果及赫兹接触理论结果对比差异的影响因素分析如下:
      (1)有限元分析中的影响因素。有限元分析模型是使用较为理想化的模型来近似模拟实际情况,分析非线性行为中也是近似的计算,因此,有限元结果会与实际情况不完全相符;
      (2)试验中的影响因素。试验模型在刚开始的时候,加载面与承载面存在绝对的不平行,虽然在试验过程中,使用了利用较小的力和通过铰链结构,来调整两个平面之间的相对位置,尽量避免这一情况的发生,但是并不可能绝对消除由于不平行带来的误差;另外,试验环境、数据采集及对试验数据的处理等等,都会影响试验结果的真实性和精确性。
      总的来说有限元分析曲线与试验结果曲线在误差范围内能够很好的吻合,且与赫兹理论解相差也不大,可以认为此次试验的试验原理、试验过程及试验结果是正确可行的,与有限元分析结果基本相符。材料非线性会对分析结果有一定的影响,尤其在塑性变形可能很大的情况下,此种影响更不可忽略。因此,在对混合陶瓷球轴承的接触问题进行有限元分析时,如果是优化设计,应该考虑到材料非线性行为引起的影响,但如果是一般的工程问题则没必要考虑材料非线性。该结论为进一步推广应用有限元分析研究混合陶瓷球轴承提供了一些基础。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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