经典案例
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基于Solidwork Simuation产品设计和有限元分析

发布于:2016-03-26 21:59
有限元分析

      有限元分析法(FEM)是将连续体离散化,通过对有限个单元作分片插值求解各种力学、物理问题的一种数值方法。有限元法把连续体离散成有限个单元,每个单元的场函数是只包含有限个待定节点参量的简单场函数,这些单元场函数的集合就能近似代表整个连续体的场函数,根据能量方程或加权参量方程可建立有限个待定参量的代数方程组,求解此离散方程组就得到有限元法的数值解。有限元法已被用于求解线性和非线性问题,并建立了各种有限元模型,如协调、不协调、混合、杂交、拟协调元等,有限元法十分有效,通用性强,应用广泛,已有多大型或专用程序系统供工程设计使用结合计算机辅助设计技术,有限元法也被用于计算机辅助制造中。
      有限元法的基本思路即,先把一个原来是连续的物体剖分成有限个单元,且它们相互连接在有限个节点上,承受等效的节点载荷,并根据平衡条件来进行分析,然后根据变形协调条件把这些单元重新组合起来,成为一个组合体,再综合求解"无论什么类型的有限元分析,其基本的求解步骤是相同的,不同的只是推导公式或运算过程的差别。
      有限元计算模型建立,有限元建模的总则是根据工程分析的精度要求,建立合适的,能模拟实际结构的有限元模型,数学模型建立后,将使用连续体离散化方法,将模型进行网格划分。这时,零件实体几何模型就被图形处理为网格模型,此外,模型网格化处理时,其上施加的载荷也相应的被离散化处理,然后施加到有限元网格节点上。
      约束添加,在系统的约束设定窗体上,可以添加约束,约束可以添加到多个面上,而且作用于每个面的各个方向上,运算分析时,被约束的面必须至少有一个,否则可能因刚性实体运动而导致最终分失败。
      载荷施加,在系统的载荷设定窗体上,可以设定载荷类型。比如,需要施加压力载荷,则在图形工作区中,选定载荷的施加面,设定的力的数值将被应用于所有面,如果需要改变力的方向,则勾选反转方向,即可按需完成载荷的施加。
      产品应力分析完成后,根据需要利用系统工具继续进行优化分析,通过结果设定窗体中的操作向导,产品优化分析被逐步实现。
      通过一系列完整的参数定义,一个算例被创建完成,定义一个算例的参数包括约束负荷材料网格和分析类型。这时,还需要设定算例的名称,并将算例的类型参数设置为静态这些参数能够完整地表述一个物理问题的有限元分析,在分析一个装配体或零件时,使用不同类型的分析可以获得该装配体或零件在不同工作环境下的状态。
      Solidworks Simulation为了体现设计仿真一体化的解决方案,在无缝集成界面做了创造性的改变,将仿真界面!仿真流程无缝融入到 Solidworks的设计过程中。通过几个简单实例研究,分析了Solidworks Simulation的一些基本功能及其使用方法。Solidworks Simulation 的功能非常强大,工程应用中,用户可以使用Solidworks Simulation App对 Solidworks构建的零件和装配体进行高性能的应力分析和优化分析


                                                                                  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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