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有限元分析过程.docx

上传人:niupai11 2022/5/25 文件大小:12 KB

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文档介绍

文档介绍:有限元分析过程
有限元分析过程可以分为以下三个阶段:
建模阶段:建模阶段是根据结构的实际形状和实际工况,建立有限元分析的计算模 型——有限元模型,为有限元数值计算提供必要的输入数据。有限元建模的中心任务是离 散结构。然而,我们仍然需要处2几何模型的建立
几何模型是从结构实际形状中抽象出来的,并不是完全照搬结构的实际形状,而是需 要根据结构的具体特征对结构进行必要的简化、变化和处理,以适应有限元分析的特点。
单元类型选择
在网格划分之前,我们必须首先确定使用哪种类型的元素,包括元素的形状和顺序。 元件类型的选择应根据结构类型、形状特征、应力和变形特征、精度要求、硬件条件等因 素综合考虑。
单元特性定义
除了显示特定的外部形状外,有限元中的每个元素还应具有一组计算所需的内部特征 参数。这些参数用于定义结构材料的性能,描述元件本身的物理特性和其他辅助几何特性 5啮合
网格划分是建立有限元模型的中心工作,模型的合理性很大程度上可以通过所划分的 网格形式反映出来。目前广泛采用自动或半自动网格划分方法,如在ansys中采用的 smartsize网格划分方法就是自动划分方法。6•模型检查和处理一般来说,用自动或半自 动网格划分方法划分出来的网格模型还不能立即应用于分析。由于结构和网格生成过程的 复杂性,划分出来的网格或多或少存在一些问题,如网格形状较差,单元和节点编号顺序 不合理等,这些都将影响有限元计算的计算精度和计算时间。7•边界条件定义
对结构进行网格划分后,称为离散模型。这不是一个有限元模型。只有在网格模型上 定义了各种边界条件后,网格模型才能成为一个完整的有限元模型。
计算机几何建模方法㈠•:用组成结构的棱边表示结构形 状和大小的模型称为线框模型,或线架模型。它是使用最早的几何模型,其特点是数据量 少、数据结构简单、算法处理方便,模型输入可以通过定义线段端点坐标来实现。但是这 种模型有很大的局限性,它的几何描述能力差,只能提供一个框架,对几何形状的理解很 容易产生多义性,也不能计算结构的重量、体积、惯性积等。2•表面模型:由线框模型中 棱边围成的封闭区域定义成面,那么这些面形成的模型就是表面模型,或称曲面模型。它 描述的结构可以是封闭的,也可以是未封闭的。与实体模型相比,表面模型的数据结构简 单、数据存储量少、操作运算方便。表面模型用于二维单元的自动划分。
3•实体模型:在表面模型中,被所有表面包围的闭合体积被定义为结构材料的存在空 间,形成的模型为实体模型。与表面模型相比,实体模型数据量大,数据结构复杂。但是 由于它定义了结构的完整空间,因此可以切割结构,显示其内部形状,在结构之间执行复 杂的布尔运算,并计算结构的体积、质量和惯性矩。㈡.实体模型建立方法1体素建模方 法
在计算机几何建模方法中,体素是指一些基本的简单三维结构,如立方体、圆柱体、 球体和圆锥台等。如ansys中提供了很多类型的体素,只要输入与这些体素相关的关键尺 寸便可以直接生成它们的实体模型。
体素可以通过一定的步骤生成许多复杂的实体模型,因此体素建模方法不仅是最基本、 最简单的方法,也是最重要、最常用的方法。
扫描变换是通过将封闭的平面曲线沿给定的方向拉伸或绕给定轴线旋转,由平面曲线 在三维空间中所扫过的体积生成实体