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有限元分析模板.doc


文档分类:汽车/机械/制造 | 页数:约19页 举报非法文档有奖
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文档列表 文档介绍
发动机悬置有限元分析
目录
有限元分析简介………………………………………………2
有限元分析的概念…………………………………………………2
有限元分析的意义…………………………………………………2
有限元分析的基本步骤……………………………………………3
有限元分析软件……………………………………………………3
橡胶减震弹簧结构分析………………………………………4
橡胶减震弹簧有限元分析实践………………………………5
三维模型的建立……………………………………………………5
模型的导入…………………………………………………………6
模型的离散…………………………………………………………8
模型特征参数和扰动参数的定义…………………………………11
执行有限元分析计算………………………………………………19
结果分析与处理……………………………………………………20
有限元分析简介
有限元分析的概念
有限元方法是用于求解工程中各类问题的数值方法。应力分析中稳态的、瞬态的、线性的或非线性的问题以及热传导、流体流动和电磁学中的问题都可以用有限元方法进行分析解决。
工程问题一般是物理情况的数学模型,包括边界条件、特征参数和扰动参数。可能的情况下,由给定的条件可以得到系统的精确行为。在许多实际工程问题中,由于控制微风方程组的复杂性或边界条件和初值条件的难以确定性,我们一般不能得到系统的精确解。为解决这个问题,我们需要借助于数值方法来近似。解析解表明了系统在任何点上的精确行为,而数值解只在称为节点的离散点上近似于解析解。任何数值解法的第一步都是离散化。这一过程将系统分为一些子区域和节点。数值解法可以分为两大类:有限差分法和有限元方法。有限差分法难以解决带有复杂几何条件和复杂边界条件的问题。有限元方法使用公式方法而不是微分方法来建立系统的代数方程组,并假设代表每个元素的近似函数是连续的,通过结合各单独的解产生系统的完全解。
有限元分析的意义
验证一个系统的优劣,可以通过试验检验。对于设计人员来说,设计对象的结果往往是非常复杂和多样的,难以建立实际模型逐一验证其性能。这时,可以运用有限元分析软件,用有限元方法对其进行理论的计算,检验其是否满足设计要求。
有限元分析的优点在于:解决试验难以模拟的情况下的问题;节省试验成本;缩短验证时间,提高开发效率。
有限元分析的基本步骤
预处理阶段:
(1)建立求解域并将之离散化成有限元,即将问题分解成节点和单元。
(2)假设代表单元物理行为的形函数,即假设代表单元解的近似连续函数。
(3)对单元建立方程。
(4)将单元组合成总体的问题,构造总体刚度矩阵。
(5)应用边界条件、初值条件和负荷。
解决阶段:
(6)求解线性或非线性的微分方程组,以得到节点的值。
后处理阶段:
(7)得到其他重要的信息。
有限元分析软件
目前,功能最强大、应用范围最广泛的有限元分析软件应当是ANSYS。除此之外,。,体现了近40年来有限元分析的理论方法和软件实践的完美结合。它具有极强的结构分析能力,可以处理各种线性和非线性构分析,包括线性/非线性静力分析、模态分析、简谐响应分析、频谱分析、随机振动分析、动力响应分析、自动的静/动力接触、屈曲/失稳、失效和破坏分析等。
二、橡胶减震弹簧结构分析
橡胶减震弹簧在悬架系统中是一个非常重要的结构件,该部件受力较大,并且受力情况比较复杂。所以对动静刚度有较严格的要求,如果性能参数设置不合理将严重降低整车的平顺性能和安全性,故必须对其进行刚度和强度分析。
它下部通过一组螺栓与车桥连接,上部通过螺栓与车架连接,从四个点支撑车架。正常行驶时能够有效衰减因路面颠簸产生的振动。单个件要满足按实际安装位置承载30-(1±15%)KN/mm。
其结构形式如图1所示:
图1:橡胶减震弹簧结构形式

三、发动机悬置有限元分析实践
二维图纸的前期处理
公司统一采用浩辰CAD作为二维绘图软件。绘图过程中应采用公制单位,按1:1的比例,精确绘制。有限元分析中,有以下几种特征会对离散过程或者分析结果产生不良影响,因此在绘图过程中要对其进行必要的处理。
第一种:小的圆角、倒角(一般小于5mm)。这种特征在实际工况下的确有可能产生一定程度的应力集中,但在有限元分析中更多的是产生虚假最大应力点,影响人们的判断,因此一定要删除。这样做不但可以提高分析结果的可信度,而且可以节省计算时间(在其它条件相同的情况下,特征越多,模型越复杂,则计算所需时间越多)。
第二种:大的圆角、倒角(一般大于10mm,大和小的划分没有严格的

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  • 时间2017-09-04
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