建立有限元計(jì)算模型

2017-03-27 by:CAE仿真在線(xiàn) 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

1.有限元建模的準(zhǔn)則

有限元建模的總則是根據(jù)工程分析的精度要求,建立合適的,能模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)的有限元模型.在連續(xù)體離散化及用有限個(gè)參數(shù)表征無(wú)限個(gè)形態(tài)自由度過(guò)程中不可避免的引入了近似.為使分析結(jié)果有足夠的精度,所建立的有限元模型必須在能量上與原連續(xù)系統(tǒng)等價(jià).具體應(yīng)滿(mǎn)足下述準(zhǔn)則:

1)有限元模型應(yīng)滿(mǎn)足平衡條件.

2)變形協(xié)調(diào)條件.

3)必須滿(mǎn)足邊界條件.

4)剛度等價(jià)原則.

5)認(rèn)真選取單元,使之能很好的反映結(jié)構(gòu)構(gòu)件的傳力特點(diǎn),尤其是對(duì)主要受力構(gòu)件應(yīng)該做到盡可能的不失真.

6)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),應(yīng)力分布情況,單元的性質(zhì),精度要求及其計(jì)算量的大小等仔細(xì)劃分計(jì)算網(wǎng)絡(luò).

7)在幾何上要盡可能地逼近真實(shí)的結(jié)構(gòu)體,其中特別要注意曲線(xiàn)與曲面的逼近問(wèn)題.

8)仔細(xì)處理載荷模型,正確生成節(jié)點(diǎn)力,同時(shí)載荷的簡(jiǎn)化不應(yīng)該跨越主要的受力構(gòu)件.

9)質(zhì)量的堆積應(yīng)該滿(mǎn)足質(zhì)量質(zhì)心,質(zhì)心矩及其慣性矩等效要求.

10)超單元的劃分盡可能單級(jí)化并使剩余結(jié)構(gòu)最小.

2.邊界條件的處理

對(duì)于基于唯一模式的有限元法,在結(jié)構(gòu)的邊界上必須嚴(yán)格滿(mǎn)足已知的位移約束條件.例如,某些邊界上的位移,轉(zhuǎn)角等于零或者已知值,計(jì)算模型必須讓它能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn).對(duì)于自由邊的條件可不予考慮.

3.連接條件的處理

一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)常常是由桿,梁,板,殼及二維體,三維體等多種形式的構(gòu)件組成.由于桿,梁,板,殼及二維體,三維體之間的自由度個(gè)數(shù)不匹配,因此在梁和二維體,板殼和三維體的交接處,必須妥善加以處理,否則模型會(huì)失真,得不到正確的計(jì)算結(jié)果.

在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中,還能遇到各種各樣其他的連接關(guān)系,只要將這些連接關(guān)系徹底弄清,就嫩提高寫(xiě)出相應(yīng)的位移約束關(guān)系式,這些關(guān)系式我們稱(chēng)之為構(gòu)件間復(fù)雜的連接條件,同時(shí)在計(jì)算中使程序嚴(yán)格滿(mǎn)足這些條件.

應(yīng)當(dāng)指出,在不少實(shí)用結(jié)構(gòu)分析有限元分析有限元程序中,已為用戶(hù)提供輸入連接條件的借口,用戶(hù)只需嚴(yán)格遵守用戶(hù)使用規(guī)定,程序?qū)⒆詣?dòng)處理自由度之間的用戶(hù)所規(guī)定的位移約束條件.

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