购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

1.1 模型简化

在决定需要进行有限元分析后,对分析的模型及其工况在理论和本质上均要有清晰的认识,对自己使用的软件的能力也要心中有数,避免不合理和不切实际的分析。运用理论和经验上的判断,决定计算的模型、规模和类型。由于ANSYS Workbench有极佳的计算机辅助设计(computer aided design,CAD)软件接口,初学者常常在CAD软件中建模,然后将模型导入ANSYS Workbench进行有限元分析。殊不知这样处理也是极大的错误。

有限元模型必须与分析目的、计算机性能匹配,并不是模型越精确计算精度越高。越精确就意味着模型越复杂,进而要求软件进行更加复杂的矩阵化简求解。这样一来,模型的误差虽然小了,计算误差反而增大,导致最终得不到合适的结果。在建立有限元模型时,尽量采用尽可能简单的模型,无需保留实物模型的所有细节特征, 常用作法是:去掉非关键位置的小孔和槽,用圆孔代替螺纹孔,用直角代替圆角及倒角。

如果保留实物模型的诸多细微几何特征,会导致分析结果的应力集中,甚至出现应力奇异状态。以图1-1-1撬杠分析为例:实物模型有刻花、腰形槽等几何特征,如果在有限元模型中包含这些特征,就必须对这些区域划分极细小的网格,分析结果就会在这些区域显示出应力集中,进而忽视了过渡面的应力状态,使分析结果完全偏离了分析目的。

图1-1-1 撬杠

对于实体为桁架的模型,整体分析不考虑剪力的影响时可以将实体模型简化为梁模型,这样总体计算量较小,精度也较高;如果单向剪力较大,则可将实体模型抽壳为壳模型计算;只有需关注桁架局部的详细受力,且双向剪力较大时,才使用实体模型。

因此,CAE工程师必须根据理论和经验判断模型几何细节的相关性,进而确定模型的简化方式。但是,有时一些模型几何细节开始时显得不重要,简化分析后在这些细节处应力较大,则可以在有限元模型中恢复几何细节或采用子模型分析。 aGu6ZNE8UqSLHOW+79Rn2Tlnw2KQE0f7JGPAMrw1maRwD2bOxJ45iK0N6SxgjmCj

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×