轉(zhuǎn)向節(jié)文獻(xiàn)綜述--有限元分析的發(fā)展及應(yīng)用前景(編輯修改稿)
2025-02-03 02:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Workbench 是提供此功能上獨(dú)一無二的環(huán)境，借此空氣動(dòng)力學(xué)工程師可以進(jìn)行CFD設(shè)計(jì)，同時(shí)確認(rèn)結(jié)構(gòu)特征。這將大幅度縮短設(shè)計(jì)流程。 在機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域， ANSYS包括了 ANSYS Workbench 下全部的熱瞬態(tài)分析功能。這不僅幫助用戶進(jìn)行非常復(fù)雜的時(shí)域仿真，同時(shí) ANSYS Workbench也可自動(dòng)完成很多建模和求解工作。這樣可以輕松快速地求解設(shè)備在一定運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的熱性能。 為了滿足日益增加的對(duì)大型復(fù)雜問題及時(shí)有效的分析需求， ANSYS 的并行求解器如今可增加了對(duì) CPU和通信技 術(shù)的選擇余地。除了支持 Ether和 Gigabit Ether， ANSYS 還支持 Myri和 InfiniBand。 在高頻電磁領(lǐng)域， ANASYS 提供了一個(gè)新的模式端口。此端口大大簡(jiǎn)化了集成電路（ IC）、射頻識(shí)別 (RFID)和射頻微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS)等多種設(shè)備分析傳輸線端口的建模。標(biāo)準(zhǔn)算例顯示，利用此端口建模，可以顯著縮小模型尺寸，在保證精確的頻域計(jì)算結(jié)果前提下，節(jié)約 30％到 50％的求解時(shí)間和內(nèi)存需求。 有限元 分析軟件 ANSYS 的分析領(lǐng)域 ANSYS軟件提供的分析 類型如下： 用來求解外載荷引起的位移、應(yīng)力和力。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對(duì)結(jié)構(gòu)的影響并不顯著的問題。 ANSYS程序中的靜力分析不僅可以進(jìn)行線性分析，而且也可以進(jìn)行非線性分析，如塑性、蠕變、膨脹、大變形、大應(yīng)變及接觸分析 [17]。 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析用來求解隨時(shí)間變化的載荷對(duì)結(jié)構(gòu)或部件的影響。與靜力分析不同，動(dòng)力分析要考慮隨時(shí)間變化的力載荷以及它對(duì)阻尼和慣性的影響。ANSYS可進(jìn)行的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析類型包括：瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析及隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng) 分析 [18]。 5 結(jié)構(gòu)非線性導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或部件的響應(yīng)隨外載荷不成比例變化。 ANSYS 程序可求解靜態(tài)和瞬態(tài)非線性問題，包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種 。 從應(yīng)力分類、 有限元分析、 等效線性化處理和分析結(jié)果評(píng)定等 4 個(gè)重要環(huán)節(jié) ,系統(tǒng)地論述了壓力容器的整個(gè)分析過程 。并以具體的工程實(shí)例進(jìn)行有限元分析及等效線性化處理 ,提取局部薄膜應(yīng)力等數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)定 ,得出分析結(jié)果 [6]。 ANSYS程序可以分析大型三維柔體運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)的積累影響起主要作用時(shí)，可使用這些功能分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)在空間中的運(yùn)動(dòng)特性，并確定結(jié)構(gòu)中由此產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和變形。 如 采用有限元方法計(jì)算了離心壓縮機(jī)葉輪葉片的前 14 階模態(tài)和離心力作用下的靜應(yīng)力 ,并采用單向流固耦合方法計(jì)算了葉輪葉片在非定常氣動(dòng)力載荷下的等效交變應(yīng)力 .為了節(jié)省計(jì)算成本 ,離心葉輪采用滿足循環(huán)對(duì)稱條件的單扇區(qū)模型 [7].計(jì)算結(jié)果表明 :非定常氣動(dòng)力載荷的主頻率落入葉輪葉片第 6 階固有頻率的共振區(qū) ,導(dǎo)致在葉輪葉片的前緣附近區(qū)域形成局部共振 ,使該 區(qū)域的等效應(yīng)力最大 [8]。離心葉輪葉片在離心力和非定常氣動(dòng)力共同作用下形成的交變應(yīng)力小于工作條件下的屈服應(yīng)力 ,不會(huì)形成葉片的塑性破壞 ,但交變載荷的長(zhǎng)期作用導(dǎo)致了葉片前緣區(qū)域的高周疲勞破壞 . 預(yù)測(cè)的葉片應(yīng)力集中位置和實(shí)際斷裂位置一致 ,表明了該方法在工程實(shí)踐中的有效性 [9]. 程序可處理熱傳遞的三種基本類型：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。熱傳遞的三種類型均可進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)、線性和非線性分析。熱分析還具有可以模擬材料固化和熔解過
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