機械設(shè)計中的整體結(jié)構(gòu)分析技術(shù)-wenkub.com
2025-06-23 03:29 本頁面
【正文】 圖10是在嚴重工況下失穩(wěn)前的變形與應(yīng)力云圖。這是該廠第一次對如此復(fù)雜的組合結(jié)構(gòu)進行有限元分析，結(jié)果令人滿薏。 圖3 QY25D整機分析的Von Mises應(yīng)力分析云圖圖4 整機分析的Y向局部變形與應(yīng)力分析云圖 礦用重型汽車BJZ3480車架的的整體分析 我們對北京重型汽車制造廠的BJZ3480型車架進行了整體有限元分析。 方案A與方案B比較表明，模型網(wǎng)格局部細化，會使模型分析規(guī)模增大。全結(jié)構(gòu)劃分為三個子結(jié)構(gòu)及若干連接結(jié)構(gòu)，建立了兩個用于整機分析的程序流程： A. 全機方案設(shè)計的有限元參數(shù)化模型產(chǎn)生程序，其主要功能是對全機方案設(shè)計模型進行有限元分析。 167。其中，F(xiàn)EA模型程序是利用ANSYS的 APDL語言開發(fā)的，與新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計緊密相關(guān)；它引用結(jié)構(gòu)的模型參數(shù)及載荷數(shù)據(jù)文件；解算器及后處理器是ANSYS的基本功能模塊。 調(diào)用宏程序庫，開發(fā)整體結(jié)構(gòu)模型的集成程序 168。同時，整體結(jié)構(gòu)分析的某些結(jié)果也可以作為結(jié)構(gòu)件的邊界條件以自動方式引入。 結(jié)構(gòu)件的模型自動產(chǎn)生程序是以APDL語言為平臺開發(fā)的，它將調(diào)用結(jié)構(gòu)參數(shù)庫文件的相關(guān)模塊。又例如，礦用汽車的發(fā)動機的機架、減速器的支撐架、轉(zhuǎn)向機構(gòu)等，均參與了車架的總體受力，在大膽簡化時也必需建立相應(yīng)模擬結(jié)構(gòu)的有限元模型。第一步要設(shè)置子結(jié)構(gòu)坐標系，定義原點與坐標系方向，第二步要調(diào)用相關(guān)結(jié)構(gòu)件的模型程序自動產(chǎn)生幾何模型，最后還要恢復(fù)總體系。 對結(jié)構(gòu)的細節(jié)結(jié)構(gòu)作重要簡化 168。 確保整體結(jié)構(gòu)的傳力路線完整 168。 整體結(jié)構(gòu)模型的簡化準則 對于整體結(jié)構(gòu)的分析，不僅需要將所有的結(jié)構(gòu)件及機構(gòu)加以考慮，而且需要將作業(yè)過程中的不同載荷工況加以考慮。因此，每一個子結(jié)構(gòu)在組裝之前，需要對等效邊界剛度(載荷)矩陣進行坐標變換。子結(jié)構(gòu)坐標系將確定子結(jié)構(gòu)等效邊界剛度(載荷)矩陣向整體結(jié)構(gòu)的組裝的變換矩陣。例如，充分利用結(jié)構(gòu)的鏈式、外伸等特點，合理劃分子結(jié)構(gòu)，可收到較好的效果。它們對整體結(jié)構(gòu)的貢獻與子結(jié)構(gòu)的貢獻相當，因而被稱之為超單元。因此，如何有效地剖分整體結(jié)構(gòu)便成了問題的關(guān)鍵所在。如果我們將所有的子結(jié)構(gòu)的邊界節(jié)點組成一個集合，那么這個集合便表征了這個大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的連接骨架，我們稱之為邊界結(jié)構(gòu)。 3 整體結(jié)構(gòu)的子結(jié)構(gòu)分析技術(shù) 整體結(jié)構(gòu)的剖分與子結(jié)構(gòu)分析 整體結(jié)構(gòu)的基本特點是結(jié)構(gòu)規(guī)模大、組合形式復(fù)雜。 吊臂方案設(shè)計模型程序 167。 圖1 QY25D型號模型程序庫的邏輯樹圖1 表明了FEA模型庫的邏輯樹，主要包括： 167。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計便是這些參數(shù)的優(yōu)化。 產(chǎn)品的FEA參數(shù)庫與模型庫 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)往往是由幾個主要承力結(jié)構(gòu)件組成的。我們將對這些參數(shù)規(guī)范化地命名，設(shè)置有關(guān)的參數(shù)名(或數(shù)組名)。所有復(fù)雜組合結(jié)構(gòu)及整機的FEA模型都要用APDL語言進行二次開發(fā)。它具有高級算法語言的基本特征與功能。但是，對于有限元結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)來說，對復(fù)雜組合結(jié)構(gòu)的有限元模型要實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計，卻并非易事。設(shè)計人員在設(shè)計過程中要求較快地預(yù)測整體結(jié)構(gòu)在不同工況(特別是嚴重工況)下結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平與變形，以便完善與優(yōu)化總體設(shè)計，變?yōu)樽罴逼榷蛛y以實現(xiàn)的
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