超單元分析是求解大型有限元問題一種十分有效的手段,特別是當(dāng)工程師打算對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)件做局部修改和重分析時(shí)。
超單元分析主要是通過把整體結(jié)構(gòu)分化成很多小的子部件來進(jìn)行分析, 即將結(jié)構(gòu)的特征矩陣(剛度、傳導(dǎo)率、質(zhì)量、比熱、阻尼等)壓縮成一組主自由度類似于子結(jié)構(gòu) 方法,但較其相比具有更強(qiáng)的功能且更易于使用。 子結(jié)構(gòu)可使問題表達(dá)簡單、計(jì)算效率提高、計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)量降低。超單元分析則在子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了重復(fù)和鏡像映射和多層子結(jié)構(gòu)功能, 不僅可單獨(dú)運(yùn)算而且可與整體模型混合使用, 結(jié)構(gòu)中的非線性與線性部分分開處理可以減小非 線性問題的規(guī)模。 應(yīng)用超單元工程師僅需對(duì)那些所關(guān)心的受影響大的超單元部分進(jìn)行重新計(jì)算, 從而使分析過程更經(jīng)濟(jì)、更高效,避免了總體模型的修改和對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的重新計(jì)算。MSC.NASTR AN優(yōu)異的多級(jí)超單元分析功能在大型工程項(xiàng)目國際合作中得到了廣泛使用, 如飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、 機(jī)頭、機(jī)身、機(jī)翼、垂尾、艙門等在最終裝配出廠前可由不同地區(qū)和不同國家分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn), 此間每一項(xiàng)目分包商不但可利用超單元功能獨(dú)立進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)分析,而且可通過數(shù)據(jù)通訊在某一地利用模態(tài)綜合技術(shù)通過計(jì)算機(jī)模擬整個(gè)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)特性。
多級(jí)超單元分析是MSC.NASTRAN的主要強(qiáng)項(xiàng)之一,適用于所有的分析類型, 如線性靜力分 析、 剛體靜力分析、 正則模態(tài)分析、 幾何和材料非線性分析、 響應(yīng)譜分析、 直接特征值、 頻率響應(yīng)、 瞬態(tài)響應(yīng)分析、 模態(tài)特征值、 頻率響應(yīng)、 瞬態(tài)響應(yīng)分析、 模態(tài)綜合分析(混合邊界方法和自由邊界方法)、設(shè)計(jì)靈敏度分析、 穩(wěn)態(tài)、 非穩(wěn)態(tài)、 線性、 非線性傳熱分析等。
模態(tài)綜合分析:模態(tài)綜合分析需要使用超單元,可對(duì)每個(gè)受到激勵(lì)作用的超單元分別進(jìn)行分析,然后把各個(gè)結(jié)果綜合起來從而獲得整個(gè)結(jié)構(gòu)的完整動(dòng)態(tài)特性。超單元的剛度陣、質(zhì)量陣和載荷陣可以從經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算推導(dǎo)而得出。結(jié)構(gòu)的高階模態(tài)先被截去,而后用靜力柔度或剛度數(shù)據(jù)恢復(fù)。 該分析對(duì)大型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)顯得更有效(需動(dòng)力學(xué)分析模塊)。2100433B
請(qǐng)簡述有限元分析的基本概念?用有限元法分析工程問題的一般步驟是什么?
有限元求解問題的基本步驟通常為: 第一步:問題及求解域定義:根據(jù)實(shí)際問題近似確定求解域的物理性質(zhì)和幾何區(qū)域。 第二步:求解域離散化:將求解域近似為具有不同有限大小和形狀且彼此相連的有限個(gè)單元組成的離散...
堤防用有限元法滲流計(jì)算,得到浸潤線坐標(biāo),那滲流比降怎么確定呢
根據(jù)滲流等勢(shì)線及流線形成的滲流場(chǎng),圖算。或者直接在計(jì)算過程中查取。最好用autobank,理正算浸潤線可以,算滲流不很方便
它們擁有豐富完善的單元庫、 材料模型庫和求解器,并且具有相對(duì)獨(dú)立的前、后處理模塊,可以獨(dú)立完成多學(xué)科、多領(lǐng)域的工程分析問題。其缺點(diǎn)是前處理模塊中的幾何建模功能不強(qiáng),無法完成復(fù)雜模型的建模,因此降低了結(jié)...
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有限元法是一種為求解偏分方程邊值問題近似解的數(shù)值技術(shù),將其應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中,能夠?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和改進(jìn)作出巨大貢獻(xiàn),給機(jī)械設(shè)計(jì)帶來卓越的優(yōu)勢(shì)和鮮活的生命力,給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益、提升企業(yè)核心競(jìng)爭力。基于此,對(duì)有限元法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析,以期能夠?yàn)楦嗤泄ぷ髡咛峁﹨⒖肌?
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有限元法是一種為求解偏分方程邊值問題近似解的數(shù)值技術(shù),將其應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中,能夠?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和改進(jìn)作出巨大貢獻(xiàn),給機(jī)械設(shè)計(jì)帶來卓越的優(yōu)勢(shì)和鮮活的生命力,給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益、提升企業(yè)核心競(jìng)爭力。基于此,對(duì)有限元法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析,以期能夠?yàn)楦嗤泄ぷ髡咛峁﹨⒖肌?
超單元分析是求解大型問題一種十分有效的手段,特別是當(dāng)工程師打算對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)件做 局部修改和重分析時(shí)。超單元分析主要是通過把整體結(jié)構(gòu)分化成很多小的子部件來進(jìn)行分析, 即將結(jié)構(gòu)的特征矩陣(剛度、傳導(dǎo)率、質(zhì)量、比熱、阻尼等)壓縮成一組主自由度類似于子結(jié)構(gòu) 方法,但較其相比具有更強(qiáng)的功能且更易于使用。 子結(jié)構(gòu)可使問題表達(dá)簡單、計(jì)算效率提高、計(jì) 算機(jī)的存儲(chǔ)量降低。超單元分析則在子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了重復(fù)和鏡像映射和多層子結(jié)構(gòu)功能, 不僅可單獨(dú)運(yùn)算而且可與整體模型混合使用, 結(jié)構(gòu)中的非線性與線性部分分開處理可以減小非 線性問題的規(guī)模。 應(yīng)用超單元工程師僅需對(duì)那些所關(guān)心的受影響大的超單元部分進(jìn)行重新計(jì)算, 從而使分析過程更經(jīng)濟(jì)、更高效,避免了總體模型的修改和對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的重新計(jì)算。STR AN優(yōu)異的多級(jí)超單元分析功能在大型工程項(xiàng)目國際合作中得到了廣泛使用, 如飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、 機(jī)頭、機(jī)身、機(jī)翼、垂尾、艙門等在最終裝配出廠前可由不同地區(qū)和不同國家分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn), 此間每一項(xiàng)目分包商不但可利用超單元功能獨(dú)立進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)分析,而且可通過數(shù)據(jù)通訊 在某一地利用模態(tài)綜合技術(shù)通過計(jì)算機(jī)模擬整個(gè)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)特性。
多級(jí)超單元分析是STRAN的主要強(qiáng)項(xiàng)之一, 適用于所有的分析類型, 如線性靜力分 析、 剛體靜力分析、 正則模態(tài)分析、 幾何和材料非線性分析、 響應(yīng)譜分析、 直接特征值、 頻率響應(yīng)、 瞬態(tài)響應(yīng)分析、 模態(tài)特征值、 頻率響應(yīng)、 瞬態(tài)響應(yīng)分析、 模態(tài)綜合分析(混合邊界方法和自由邊界方法)、設(shè)計(jì)靈敏度分析、 穩(wěn)態(tài)、 非穩(wěn)態(tài)、 線性、 非線性傳熱分析等。
模態(tài)綜合分析: 模態(tài)綜合分析需要使用超單元,可對(duì)每個(gè)受到激勵(lì)作用的超單元分別進(jìn)行分析, 然后把各個(gè) 結(jié)果綜合起來從而獲得整個(gè)結(jié)構(gòu)的完整動(dòng)態(tài)特性。超單元的剛度陣、質(zhì)量陣和載荷陣可以從經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算推導(dǎo)而得出。結(jié)構(gòu)的高階模態(tài)先被截去,而后用靜力柔度或剛度數(shù)據(jù)恢復(fù)。 該分析對(duì)大 型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)顯得更有效(需動(dòng)力學(xué)分析模塊)。
9.高級(jí)對(duì)稱分析
針對(duì)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱、反對(duì)稱、軸對(duì)稱或循環(huán)對(duì)稱等不同的特點(diǎn), STRAN提供了不同的 算法。 類似超單元分析, 高級(jí)對(duì)稱分析可大大壓縮大型結(jié)構(gòu)分析問題的規(guī)模, 提高計(jì)算效率。
⑴. 對(duì)稱分析
如果結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性則有限元模型的可以被減小, 進(jìn)而節(jié)省計(jì)算時(shí)間。 每增加一個(gè)對(duì)稱面, 有限元模型就相應(yīng)地減小近乎一半, 例如當(dāng)結(jié)構(gòu)有一個(gè)對(duì)稱面時(shí)人們只要算一半模型,而當(dāng)結(jié)構(gòu) 有兩個(gè)對(duì)稱面時(shí)人們只需算1/4模型就可得到整個(gè)模型的受力狀況。
對(duì)稱分析一般包括對(duì)稱和反對(duì)稱分析兩種。STRAN可幫助工程師方便地在結(jié)構(gòu)或 有限元模型上施加各種對(duì)稱或反對(duì)稱載荷及邊界條件。
⑵. 軸對(duì)稱分析
壓力容器及其它一些類似的結(jié)構(gòu)通常是由鈑殼或平面繞某一軸線旋轉(zhuǎn)而得到的,具有軸對(duì)稱 性。此時(shí)結(jié)構(gòu)的位移僅僅沿著半徑方向,有限元模型簡化到只需要我們分析結(jié)構(gòu)的一個(gè)截面就夠了。軸對(duì)稱分析一般適用于線性及超彈性問題的分析。
⑶. 高級(jí)循環(huán)對(duì)稱分析
很多結(jié)構(gòu), 包括旋轉(zhuǎn)機(jī)械乃至太空中的雷達(dá)天線, 經(jīng)常是一些由繞某一軸循環(huán)有序周期性排 列的特定的結(jié)構(gòu)件組成, 對(duì)于這類結(jié)構(gòu)通常就要用循環(huán)對(duì)稱或稱之為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分 析。在分析時(shí)僅需要選取特定的結(jié)構(gòu)件即可獲得整個(gè)組件結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果,減少計(jì)算和建模的時(shí) 間。這部分結(jié)構(gòu)可繞某一軸旋轉(zhuǎn)生成整個(gè)結(jié)構(gòu)。 循環(huán)對(duì)稱可分二種對(duì)稱類型,即簡單循環(huán)對(duì)稱和循 環(huán)復(fù)合對(duì)稱。簡單旋轉(zhuǎn)對(duì)稱中, 對(duì)稱結(jié)構(gòu)件沒有平面鏡像對(duì)稱面且邊界可以有雙向彎曲曲面;復(fù) 合循環(huán)對(duì)稱中, 每個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)件具有一個(gè)平面鏡像對(duì)稱面,且對(duì)稱結(jié)構(gòu)件之間的邊界是平面。循環(huán) 對(duì)稱分析通??山鉀Q線性靜力、模態(tài)、屈曲及頻率響應(yīng)分析等問題。
10. 設(shè)計(jì)靈敏度及優(yōu)化分析
設(shè)計(jì)優(yōu)化是為滿足特定優(yōu)選目標(biāo)如最小重量、最大第一階固有頻率或最小噪聲級(jí)等等的綜合設(shè)計(jì)過程。 這些優(yōu)選目標(biāo)稱之為設(shè)計(jì)目標(biāo)或目標(biāo)函數(shù)。優(yōu)化實(shí)際上含有折衷的含義,例如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的更輕就要用更少的材料, 但這樣一來結(jié)構(gòu)就會(huì)變得脆弱, 因此就要限制結(jié)構(gòu)件在最大許用應(yīng)力下或最小失穩(wěn)載荷下等的外形及尺寸厚度。 類似地, 如果要保證結(jié)構(gòu)的安全性就要在一些關(guān)鍵區(qū)域增加材料, 但同時(shí)也意味著結(jié)構(gòu)會(huì)加重。最大或最小許用極限限定被稱之為約束。
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拓?fù)淇臻g的極大連通子集稱作連通單元,每個(gè)空間都能表成它的連通單元的不相交聯(lián)集。連通單元必然是閉的,在夠好的空間(如流形、代數(shù)簇)上也同時(shí)是開的,但并非總是如此。例如有理數(shù)集上的連通單元都是單元素集合。如果一個(gè)空間的連通單元都是單元素集合,則叫做全不連通空間。代數(shù)數(shù)論中構(gòu)造的許多拓?fù)淇臻g都屬于這一類。