(马老师)产品结构分析.ppt

文档介绍：结构分析
-设计、研发中的CAE技术应用
北方重工设计研究院
一产品结构设计、研发中的强度、刚度问题
1 清楚产品结构的受力情况,结构应力分布和结构的变形在产品设计和研发中有着重要意义。
选择杆件
确定板厚
2 公司产品特点:
产品结构大
重载、受力复杂
定制生产,非标性强
结构强度和刚度分析是产品核心设计技术
(安全性和成本)
3 结构分析中的一些问题
材料力学-解决单个杆件问题
结构力学-手算工作量大,易错
弹性力学-没有几个实际的解析解
•受拉伸(压缩)板
h
δ=t
σ= p / ht
p
p
p
p
d
σ= p / (h-d)t
p
p
p
p
σ
σ
•变载面梁的挠度
P
A
δ=
A
PL
3
3EJ
等载面悬臂梁A点挠度
变载面梁的挠度
P
A
非常困难得到理论解
•结构超静定问题
P
P
P
静定
三次超静定
六次超静定
•简化严重失真或解析法无法计算,
二、有限元法简介
1什么是有限元法
● CAE (Computer Aided Engineering)
是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值模拟技术。
●有限单元法是工程领域最常用的一种数值模拟方法(数值分析方法)。
●有限元法起源于20世纪50年代航空工程飞机结构矩阵分析,现在广泛应用在机械、航空、汽车、土木、医疗、船舶等各领域。
(3)分析每一个单元,形成单元刚度矩阵[K ]
(4)由各单元刚度矩阵组集成总体刚度矩阵[K],形成
总体刚度方程。
[K]{δ}={F}
(5)解刚度方程,求出节点位移和单元应力。
●有限元法分析问题基本步骤:
(1)结构的离散化
(2)假设单元的位移模式
第i个单元
i
2 有限元软件
● NASTRAN
主要用于航空、汽车领域,功能强大,界面好,与其它CAD软件兼容好,前后处理功能强(PATRAN),较繁琐。
● ANSYS
在铁道、建筑、压力容器应用较多,功能强大,多物理场耦合是强项,用户多,资料多,APDL是一个特色,建模界面差
● ABQUS
功能强大,非线性功能强,是解决复杂的接触问题有力工具。
● ADINA 古老的有限元分析软件,只有计算,没有前后处理功能,重要的是原代码公开。