经典案例
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铝车轮设计的有限元分析

发布于:2016-07-28 19:42
有限元分析

      近年来,随着计算机技术的普及和计算速度的迅速提高,有限元分析技术在产品设计开发和分析中得到了越来越广泛的重视和应用,现已逐步成为产品设计开发中一个非常重要的步骤,从汽车到航天领域,几乎所有流程的设计制造都离不开有限元分析技术,尤其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源、科学研究等各个领域的广泛使用已使其水平发生了质的飞跃。有限元分析技术在计算机应用领域中逐渐发展成为专门的学科—计算机辅助工程(CAE)。通过应用有限元分析技术,可以模拟仿真这些零件在最恶载荷和工况下零件的实际工作情况,准确地计算其工况下的应力及应变,使产品在设计开发阶段就能够通过数字模型对其进行结构强度和寿命的分析和评估,及早发现设计上存在的问题并及时地加以排除。
      有限元法是一种获得工程问题近似解的数值计算方法,它将连续物体划分为有限大小、彼此只在有限个点相连接的有限单元的组合体,并对该组合体展开研究。也就是设想一个离散结构作为实际连续结构的近似力学模型,以后的数值计算分析就在这个离散结构上进行,得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析,这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。
      目前对机械零件进行有限元分析一般采用专门的有限元分析App来完成,如ANSYS、MARC等。它们拥有丰富完善的单元类型、材料模型库和求解器等,具有独立的前、后处理模块,能够完成多学科、多领域的工程分析问题。其主要不足是前处理模块中的几何建模功能不是非常强,这样在面对一些复杂工件时就需要借助其它的CADApp来完成建模,然后通过数据转换的方式导入系统后进行有限元分析,而数据转换过程中不可避免将出现特征丢失、曲面变形等问题,增加了工程师的工作量。
      I-DEASApp是一个集成化的产品开发解决方案,也是当今内外应用最为广泛的大型CAD/CAM/CAE一体化App,它具有独特的基于数字化主模型的CAD/CAM /CAE功能,使之成为一个彼此关联的整体,而不再是相互独立的功能模块,基于数字化主模型的特性使得模型的变化与CAD/CAM /CAE的结果保持高度的一致性,使在产品开发的整个过程中随时对产品进行评估和加工设计成为可能。
      由于I-DEASApp不但具备强大的有限元分析功能,同时还拥有完备的基于特征的变量化实体造型技术,通过曲面设计集成来实现实体造型,其强大的功能能够最大程度地满足企业在产品开发方面的需求,工程师可以用I-DEASApp来构造CAD模型,然后通过同一系统进行有限元分析,这样可以避免数据转换,从根本上解决了由于数据转换带来的问题;另一方面,I-DEASApp还为当前市场上常见的大型CADApp(包括 PRO/E、CATIA等,而UG的文件I-DEAS可以直接使用,无需接口)都开发了专用数据接口,通过专用接口,可以将这些在不同CAD平台上构建的数字模型十分便捷且准确地将导入到I-DEASApp中,这样使通过I-DEASApp为不同CADApp构造的数字模型进行有限元分析打下基础。


                                                                                  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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