經典案例
  • 有限元分析在机械産品設計的应用
  • 汽车转向机构有限元分析与优化
  • 风力发电机主轴结构強度分析
  • 发动机连杆的強度分析与結構優化
  • 车辆传动轴的強度分析与方案改进
  • 摩托车车架的刚度及強度分析
  • 注塑模具机构強度分析及結構優化
  • 变速箱轴键強度校核及结构改进
  • 挖掘机铲斗有限元计算和強度分析

有限元分析前處理

A、前處理作爲建立有限元模型的一個重要環節,要求考慮的問題較多,需要的工作量較大,所劃分的網格形式對計算精度和計算規模將産生直接影響。網格數量的多少將影響計算結果的精度和計算規模的大小。一般來講,網格數量增加,計算精度會有所提高,但同時計算規模也會增加,所以在確定網格數量時應權衡兩個因數綜合考慮。
B、有限元方法的基本思想是將結構離散化,用有限個容易分析的單元來表示複雜的對象,單元之間通過有限個節點相互連接,然後根據變形協調條件綜合求解。因此有限元網格的劃分一方面要考慮對各物體幾何形狀的准確描述,另一方面也要考慮變形梯度的准確描述。所以,模型簡化的好壞直接關系到網格的密度布局以及網格的質量,需要前處理工程師豐富的經驗以及好用的軟件。多年積累的經驗再加上智能化程度較高的軟件能幫助前處理工程師快速、高效地得到高精度的網格模型。前處理工作成爲有限元分析工作的重中之重。爲建立正確、合理的有限元模型,需要把握好模型的簡化、布局合理的網格密度以及確保網格的質量等。
C、我們擁有專業技術工程師可以爲客戶提供高質量的網格服務,可以熟練應用專業的網格劃分工具來進行網格生成,在確保網格質量的前提下,實現快速及時的網格劃分,從而爲您節省大量的時間和精力,使得您可以集中精力于實際工程問題的分析與求解。前處理方面,包括結構網格和流體網格,網格類型涵蓋了殼網格、四面體網格、六面體網格以及多面體網格等,劃分的網格質量好、效率高。


有限元分析後處理

A、隨著數值分析方法的逐步完善和計算機運算速度的飛速發展,整個計算系統用于求解運算的時間越來越少,而數據准備和運算結果的表現問題卻日益突出。後處理作爲建立有限元模型的一個重要環節,要求考慮的問題較多,需要的工作量較大。
B、運算的結果需要快速方便地得到形象、一目了然的2D圖表、3D動畫顯示。然而動辄幾百MB甚至幾個GB的運算結果文件的整理費時費力,最好交給軟件能自動或者人性化地半自動提取生成位移曲線、應力雲圖、動畫圖像,最好還能幫助我們便捷地編寫報告。所以,後處理軟件的好壞直接關系到了我們對結果的提取和報告的編寫。由上可見,後處理工作也是有限元分析的重要工作。
C、我們在後處理工作中進行完善的可視化輸出,可以使用等值面、變形、雲圖、瞬變、矢量圖和截面雲圖等表現結果,也支持變形、線性、複合以及瞬變動畫顯示,另外可以直接生成BMP、JPG、EPS、TIFF等格式的圖形文件及通用的動畫格式。這些特性結合友好的用戶界面可迅速找到問題所在,同時有助于縮短評估結果的過程。


強度分析

A、无论是高层楼房、大桥等建筑物,还是飞机、轮船等运载工具;无论是刚性结构件还是弹性橡胶件如:轮胎等,其结构的薄弱环节,模拟其振动或温度场、热变形等等。有限元分析方法已经作为设计阶段不可缺少的工具,影响着产品尺寸、重量、性能、成本。它能使人们从长期复杂的疲劳实验中解脱出来大大加速了産品設計的步伐。
B、有限元分析方法对结构进行強度分析和結構優化设计,无论是自行开发的专用软件还是用于专门对象的分析软件,他们均在产品的设计分析中为保证质量、提高产品性能、节省原材料消耗发挥着积极作用,获得了巨大的社会和经济效益。从最早开展这一应用的航空航天领域,到机械建筑、交通运输工具,从大型结构件(如高层建筑的钢筋布局、机床床身和立柱的結構優化设计)到小型、微机构或构件的优化设计,从桥梁、水坝、钢架的静态模型,到汽轮机组的动力学响应、高温热载下的模具散热装置的结构设计,与工程分析集为一体的結構優化设计系统已经在发挥着巨大作用。
C、采用工程結構有限元方法分析機械零部件結構和利用有限元方法分析結果再結合優化方法進行結構優化具有以下幾個方面的優點:
1)、在制作産品前就可使設計者對産品機械性能有所了解,加快産品開發的步伐,加快産品上市的時間。
2)、減輕産品的重量,實現産品結構最優材料搭配。
3)、提高産品性能和質量。
4)、降低産品的開發費用、降低生産成本,增加産品在市場上的競爭力。




CFD分析(流體動力學分析)

A、计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics),简称CFD。它是利用计算机和数值方法求解满足定解的流体动力学方程,以获得流动规律和解决流动问题的专门学问。计算流体动力学作为一门专门学科,大约是20世纪60年代形成的,现在CFD已深入到与流动有关的技术领域。
B、計算流體動力學主要研究五個方面的內容:
1)、計算機:這是進行流體計算研究必須具備的工具。當今並行計算機已大量出現,它的設計和運行與計算流體動力學的內容有密切關系;
2)、網格:在進行流體計算時,把流場劃分成網格是必經的步驟,在此基礎上,流動方程才可能被離散。現在網格生成已成爲一個專門學問,貼體網格生成技術、重疊網格技術、搭接網格技術、結構和非結構混合網格技術等;
3)、方法:狹義理解,是指流體動力學方程的求解方法以及定解條件的處理方法。廣義說法還包含建立流動方程和定解條件,及形成被計算的數學問題的方法。例如在氣體動力學中已發展了有限差分法、有限元法、譜方法和樣條函數法;
4)、機理:利用CFD解決流動問題,特別是複雜流動問題,給出大量數據,從這大量數據中找出流動機理和規律;
5)、做圖:把計算結果按需要做出靜態的或動態的圖形或圖像。
C、CFD的優勢
同目前流體力學研究最常用的實驗方法比較,CFD的特點是:
1)、CFD只使用計算機和CFD軟件,所以花費低、周期短、耗散小,這是CFD的突出優勢;
2)、可以在計算機上方便地改變幾何數據和流動條件,因此容易實現各種條件下的流動計算,也不存在洞壁幹擾、支架幹擾等的限制和影響。
3)、可以給出流體運動區域內的離散解,定量給出各個物理量的流動參數,細致描述局部或總體的流場,定量刻畫流動的時間變化,任意進行流場重構和診斷分析等。



多體運動學分析(ADAMS運動學/動力學分析)

A、多體運動學軟件Adams主要應用在整車開發前期的概念設計階段和後期的整車性能改進階段。在概念設計階段,可以通過懸架的設計,確定底盤部件的關鍵點位置;初步確定擺臂襯套、彈簧和穩定杆的剛度;初步確定懸置剛度,爲零部件強度和疲勞分析提供受力;
B、在整車性能改進過程中,可以對彈性部件的剛度特性進行優化,包括對操穩特性和平順性的改進。應用多體運動學/動力學分析,不但要對Adams軟件的功能比較了解,而且對底盤和整車性能方面的要求也很高,並且,在實際設計優化過程中,單獨采用一種軟件也越來越不能滿足汽車設計發展的需要,更多的時候需要聯合不同種類的軟件進行協同設計,多種學科交錯分析是現代CAE分析工程的發展趨勢。


疲勞分析

A、疲勞就是材料在循環應力和應變作用下,在一處或幾處産生永久性累積損傷,經一定循環次數後産生裂紋或突然發生完全斷裂的過程。
疲勞壽命的定義爲發生疲勞破壞時的載荷循環次數,或從開始受載到發生斷裂所經過的時間。即材料或構件疲勞失效時所經受的規定應力或應變的循環次數,是設計人員和工程技術人員十分關注的課題,也是與廣大用戶切身相關的問題。
B、構件的疲勞是個複雜的過程,受多種因素的影響,要精確地預估構件的疲勞壽命,需要選擇合適的模型,這就需要宏觀力學方面的研究,包括疲勞裂紋發生、發展直至破壞的機理,還需要微觀力學方面的研究包括位錯理論等。此外,還涉及到金屬材料科學、材料力學、振動力學、疲勞理論、斷裂力學和計算方法等多門學科。只有更深刻地認識了疲勞破壞的機理,將宏觀和微觀研究結合起來,才能更精確地預測壽命。


有限元優化分析

A、随着计算机技术的迅速发展,結構優化技术早已在机械领域得到了应用,为机械产品行业带来了巨大的便利和经济效益。但随着各个产业都在朝着自动化、信息化的方向发展,在如此激烈的竞争下,只有不断地对产品进行更新和优化,才能适应当下的市场环境,所以有限元優化分析被越来越广泛的应用在了机械产品的设计过程中。
B、产品研发在其生命周期中的地位越来越重要,不同的研发流程,对产品的开发周期、性能、质量及成本影响非常重要。尽管设计和分析人员可以一次次重复设计-计算-验证修改设计的过程以便寻找到理想的设计方案,但显然已经不能满足市场对研发周期和产品可靠性的要求,将优化分析引入到産品設計过程中,在系统优化的指导下,综合运用工程设计相关技术,为了满足要求和标准而找到的最佳设计方案,使设计更加全面和合理,并能显著提升设计效率降低产品成本,提升产品市场竞争力。