Creo有限元分析与优化设计

精讲solidworks有限元分析步骤

2013-08-29 17:31 by:有限元来源:广州有道有限元 1. 软件形式： ㈠. SolidWorks的内置形式： ◆COSMOSXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。 ㈡. SolidWorks的插件形式： ◆COSMOSWorks Designer——对零件或装配体的静态分析。 ◆COSMOSWorks Professional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。 ◆COSMOSWorks Advanced Professional——在COSMOSWorks Professional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。 ㈢. 单独发行形式： ◆COSMOS DesignSTAR——功能与COSMOSWorks Advanced Professional相同。 2. 使用FEA的一般步骤： FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具，但不是唯一的数值分析工具！其它的数值分析工具还有：有限差分法、边界元法、有限体积法… ①建立数学模型——有时，需要修改CAD几何模型以满足网格划分的需要， （即从CAD几何体→FEA几何体），共有下列三法： ▲特征消隐：指合并和消除在分析中认为不重要的几何特征，如外圆角、圆边、标志等。▲理想化：理想化是更具有积极意义的工作，如将一个薄壁模型用一个平面来代理（注：如果选中了“使用中面的壳网格”做为“网格类型”，COSMOSWorks会自动地创建曲面几何体）。 ▲清除：因为用于划分网格的几何模型必须满足比实体模型更高的要求。如模型中的细长面、多重实体、移动实体及其它质量问题会造成网格划分的困难甚至无法划分网格—这时我们可以使用CAD质量检查工具（即SW菜单: Tools→Check…）来检验问题所在，另外含有非常短的边或面、小的特征也必须清除掉（小特征是指其特征尺寸相对于整个模型尺寸非常小！但如果分析的目的是找出圆角附近的应力分布，那么此时非常小的内部圆角应该被保留）。 ②建立有限元模型——即FEA的预处理部分，包括五个步骤： ▲选择网格种类及定义分析类型（共有静态、热传导、频率…等八种类别）——这时将产生一个FEA算例，左侧浏览器中之算例名称之后的括号里是配置名称； ▲添加材料属性: 材料属性通常从材料库中选择，它不并考虑缺陷和表面条件等因素，与几何模型相比，它有更多的不确定性。

★★★装配体有限元分析

基于ANSYS WORKBENCH的装配体有限元分析 模拟装配体的本质就是设置零件与零件之间的接触问题。 装配体的仿真所面临的问题包括： （1）模型的简化。这一步包含的问题最多。实际的装配体少的有十几个零件，多的有上百个零件。这些零件有的很大，如车门板；有的体积很小，如圆柱销；有的很细长，如密封条；有的很薄且形状极不规则，如车身；有的上面钻满了孔，如连接板；有的上面有很多小突起，如玩具的外壳。在对一个装配体进行分析时，所有的零件都应该包含进来吗？或者我们只分析某几个零件？对于每个零件，我们可以简化吗？如果可以简化，该如何简化？可以删除一些小倒角吗？如果删除了，是否会出现应力集中？是否可以删除小孔，如果删除，是否会刚好使得应力最大的地方被忽略？我们可以用中面来表达板件吗？如果可以，那么，各个中面之间如何连接？在一个杆件板件混合的装配体中，我们可以对杆件进行抽象吗？或者只是用实体模型？如果我们做了简化，那么这种简化对于结果造成了多大的影响，我们可以得到一个大致的误差范围吗？所有这些问题，都需要我们仔细考虑。 （2）零件之间的联接。装配体的一个主要特征，就是零件多，而在零件之间发生了关系。我们知道，如果零件之间不能发生相对运动，则直接可以使用绑定的方式来设置接触。如果零件之间可以发生相对运动，则至少可以有两种选择，或者我们用运动副来建模，或者，使用接触来建模。如果使用了运动副，那么这种建模方式对于零件的强度分析会造成多大的影响？在运动副的附近，我们所计算的应力其精确度大概有多少？什么时候需要使用接触呢？又应该使用哪一种接触形式呢？ （3）材料属性的考虑。在一个复杂的装配体中所有的零件，其材料属性多种多样。我们在初次分析的时候，可以只考虑其线弹性属性。但是对于高温，重载，高速情况下，材料的属性不再局限于线弹性属性。此时我们恐怕需要了解其中的每一种材料，它是超弹性的吗？是哪一种超弹性的？它发生了塑性变形吗？该使用哪一种塑性模型？它是粘性的吗？它是脆性的吗？它的属性随着温度而改变吗？它发生了蠕变吗？是否存在应力钢化问题？如此众多的零件，对于每一个零件，我们都需要考察其各种各样的力学属性，这真是一个丰富多彩的问题。（4）有限元网格的划分。我们知道，通过WORKBENCH，我们只需要按一个按钮，就可以得到一个粗糙的网格模型。但是如果从HYPERMESH的角度来看，ANSYS自动划分的网格，很多都是不合理的，质量较差而不能使用。那么对于装配体中的每个零件，我们该如何划分网格？对于每一个零件，我们是否要对之进行切割形成规则的几何体后，然后尽量使用六面体网格？如果

solidworks进行有限元分析的一般步骤

1.软件形式： ㈠. SolidWorks的内置形式： ◆COSMOSXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。 ㈡. SolidWorks的插件形式： ◆COSMOSWorks Designer——对零件或装配体的静态分析。 ◆COSMOSWorks Professional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。 ◆COSMOSWorks Advanced Professional——在COSMOSWorks Professional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。 ㈢. 单独发行形式： ◆COSMOS DesignSTAR——功能与COSMOSWorks Advanced Professional相同。 2.使用FEA的一般步骤： FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具，但不是唯一的数值分析工具！其它的数值分析工具还有：有限差分法、边界元法、有限体积法… ①建立数学模型——有时，需要修改CAD几何模型以满足网格划分的需要， （即从CAD几何体→FEA几何体），共有下列三法： ▲特征消隐：指合并和消除在分析中认为不重要的几何特征，如外圆角、圆边、标志等。▲理想化：理想化是更具有积极意义的工作，如将一个薄壁模型用一个平面来代理（注：如果选中了“使用中面的壳网格”做为“网格类型”，COSMOSWorks会自动地创建曲面几何体）。▲清除：因为用于划分网格的几何模型必须满足比实体模型更高的要求。如模型中的细长面、多重实体、移动实体及其它质量问题会造成网格划分的困难甚至无法划分网格—这时我们可以使用CAD质量检查工具（即SW菜单: Tools→Check…）来检验问题所在，另外含有非常短的边或面、小的特征也必须清除掉（小特征是指其特征尺寸相对于整个模型尺寸非常小！但如果分析的目的是找出圆角附近的应力分布，那么此时非常小的内部圆角应该被保留）。 ②建立有限元模型——即FEA的预处理部分，包括五个步骤： ▲选择网格种类及定义分析类型（共有静态、热传导、频率…等八种类别）——这时将产生一个FEA算例，左侧浏览器中之算例名称之后的括号里是配置名称； ▲添加材料属性: 材料属性通常从材料库中选择，它不并考虑缺陷和表面条件等因素，与几何模型相比，它有更多的不确定性。 ◇右键单击“实体文件夹”并选择“应用材料到所有”——所有零部件将被赋予相同的材料属性。 ◇右键单击“实体文件夹”下的某个具体零件文件夹并选择“应用材料到所有实体”——某个零件的所有实体(多实体)将被赋予指定的材料属性。 ◇右键单击“实体文件夹”下具体零件的某个“Body”并选择“应用材料到实体”——只有

workbench大型机械装配体有限元计算(工作经验总结)

大型机械装配体的有限元分析步骤 1.模型简化： 由于模型较大，建议将模型分成几个模块去简化，简化后的模型试画网格，能完成则初步证明模型合格。 （1）其中对于不重要的小孔，小倒角能去就去，螺纹孔必须去掉，否则严重影响网格划分； （2）复杂的标准件，螺栓可简化为去螺纹的螺柱，或直接去掉； （3）焊缝处理，除非专门校核焊缝强度，一般将焊缝等同于母体材料； （4）焊缝坡口，间隙必须填满，这才符合实际。 2.模型的检查： 简化模型后需要检查干涉，检查模型有无间隙，有无干涉，有无多余的线、面。 （1）干涉处理：重新修改模型，如果通过布尔求和，干涉部位消失可不处理；（2）间隙处理：通过三维软件进行剖视图检查，或者通过布尔求和，有间隙部件则不能求和。 3.模型的快速网格划分： 在此推荐先采用默认网格进行划分。采用默认网格划分的优点是速度特别快，这样非常有利于发现问题，便于进一步修改模型。 但是也有特例：如果模型比较大，且有很多小特征，比如倒角、倒圆，则不容易划分成功，需要设置小的sizing进行处理。 4.网格划分失败针对策略： 网格划分失败的千差万别，必须仔细分析，这也是有限元分析的乐趣之一。原因主要如下； （1）模型不准确。模型存在干涉、间隙、多余的线、面等。 （2）划分网格方法不当，重新设置sizing，设置新的网格划分方法等。 5.网格数量与内存匹配 网格比较耗内存，一般100万网格，需要10G内存。普通的笔记本4G-8G，能计算的网格也就在40万-80万左右，超过此数值则计算非常耗时，有时甚至不能计算。

对此可采用如下策略： （1）对称模型：进行二分之一，或者四分之一的计算； （2）不对称模型：建议粗化网格，或者采用局部模型分析； 6.网格质量分析： （1）skewness越小越好，一般＜0.7可以接受； （2）element quality 越大越好，最好为1； （3）雅克比比率：Jacobian Ratio，越小越好，最好为1； （4） aspect ratio。最好的值为1。值越大单元越差。 （5）warping factor。0说明单元位于一个平面上，值越大说明单元翘曲越厉害。网格模型一般都为0； （6）parallel deviation。0最好。网格模型一般都为0。 参数中前4项比较重量，多次修改网格后尽量达到标准。 7.载荷和约束的施加 这是很关键的一步，必须对模型的受力有准确的分析，否则结果不正确。过约束，计算结果小；欠约束，计算结果大。 （1）学会理论力学、材料力学； （2）对于特别小的面施加力，网格比较很小，否则力传递不下去； 8.结果分析 最好有试验进行对比，没有试验有之前的经验值也可。如果都没有，那么需要仔细分析结果。 （1）应力集中点：对于单独的应力特别大的点，可以忽略，或者用子模型法进行重新计算； （2）对于大型模型，在workbench中有2中计算方法：1）整体布尔求和后求解，2）单个部件通过Form new part 进行求和。通常情况下，用布尔求和的方法，计算的应力要小些； （3）最好设置不同的sizing，多计算几次，如果结果比较接近，则证明计算结果比较准确；

solidworks有限元分析范例

注意:本文件内容只是一个简短的分析报告样板，其内相关的分析条件、设置和结果不一定是正确的，您还是要按本书正文所教的自行来做。 一、范例名： (Gas Valve气压阀) 1 设计要求： （1）输入转速1500rpm。 （2）额定输出压力5Mpa，最大压力10Mpa。 2 分析零件 该气压泵装置中，推杆活塞、凸轮轴和箱体三个零件是主要的受力零件，因此对这三个零件进行结构分析。 3 分析目的 （1）验证零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。 （2）分析凸轮轴零件和推杆活塞零件的模态，在工作过程中避开共振频率。 （3）计算凸轮轴零件的工作寿命。 4 分析结果 1.。推杆活塞零件 材料：普通碳钢。 在模型上直接测量得活塞推杆的受力面积S为：162mm2，由F=PS计算得该零件端面的力F为：1620N。所得结果包括： 1 静力计算： （1）应力。如图1-1所示，由应力云图可知，最大应力为21Mpa，静强度设计符合要求。 （2）位移。如图1-2所示，零件变形导致的最大静位移为2.2e-6m。 （3）应变。如图1-3所示，应变云图与应力云图的对应的，二者之间存在一转换关系。

图1-1 应力云图图1-2 位移云图 图1-3 应变云图图1-4 模态分析 2 模态分析： 图1-4的“列举模式”对话框中列出了“推杆活塞”零件在工作载荷下，其前三阶的模态的频率远远大于输入转速的频率，因此在启动及工作过程中，该零件不会发生共振情况。模态验证符合设计要求。 2。凸轮轴零件 材料：45钢，屈服强度355MPa。 根据活塞推杆的受力情况，换算至该零件上的扭矩约为10.5N·m。 1 静力分析： 如图1-5所示为“凸轮轴”零件的应力云图，零件上的最大应力为212Mpa，平均应力约为120MPa，零件的安全系数约为1.7，符合设计要求。 图1-5 应力云图图1-6 模态分析 2 模态分析

第13章 有限元分析的装配技术

第13章有限元分析的装配技术 第1节基本知识 一、模型的归档与模型的合并装配 在实际问题中，创建的有限元模型最后必须装配起来形成部件或装配体。将每个有限元模型按一定规则写出，供装配时调用的过程叫模型的归档；将归档的不同有限元模型装配起来，就是模型的合并过程，在模型的合并过程中必须注意合并模型的各种实体对象和属性参数编号的冲突，避免发生重用编号等问题。 ANSYS提供了进行模型合并装配的功能，执行菜单Main Menu>Preprocessor>Archive> Model，有两个选项：一个是Write，用于写出各零件模型；另一个是Read，用于读入各个零件模型。 1．模型的归档—写出 执行菜单路径Main Menu>Preprocessor>Archive> Model>Write，弹出如图13-1所示的模型归档—写出模型文件对话框，各项设置如下。 ●Data to Archive：选择All Associated FE and IGES（2 file），写出IGES文件和所有有限元模型及其相关文件信息，包括几何信息、材料属性、组件数据。 ●Archive file：输入归档模型文件名，文件后缀为cdb。 ●IGES file：输入IGES格式文件。 图13-1 模型归档—写出设置 2．模型的归档读入 执行菜单路径Main Menu>Preprocessor>Archive> Model>Read，弹出如图13-2所示的模型归档—读入模型文件对话框，各项设置如下。 ●Data to Archive：选择All Associated FE and IGES（2 file），读入IGES文件和所有有限元模型及其相关文件信息，包括几何信息、材料属性、组件数据。 ●Archive file：输入归档模型文件名，文件后缀为cdb。

装配体有限元分析

基于ANSYS WORKBENCH得装配体有限元分析 模拟装配体得本质就就是设置零件与零件之间得接触问题。 装配体得仿真所面临得问题包括: (1)模型得简化。这一步包含得问题最多。实际得装配体少得有十几个零件,多得有上百个零件。这些零件有得很大,如车门板;有得体积很小,如圆柱销;有得很细长,如密封条;有得很薄且形状极不规则,如车身;有得上面钻满了孔,如连接板;有得上面有很多小突起,如玩具得外壳。在对一个装配体进行分析时,所有得零件都应该包含进来吗？或者我们只分析某几个零件？对于每个零件,我们可以简化吗？如果可以简化,该如何简化？可以删除一些小倒角吗？如果删除了,就是否会出现应力集中？就是否可以删除小孔,如果删除,就是否会刚好使得应力最大得地方被忽略？我们可以用中面来表达板件吗？如果可以,那么,各个中面之间如何连接？在一个杆件板件混合得装配体中,我们可以对杆件进行抽象吗？或者只就是用实体模型？如果我们做了简化,那么这种简化对于结果造成了多大得影响,我们可以得到一个大致得误差范围吗？所有这些问题,都需要我们仔细考虑。 (2)零件之间得联接。装配体得一个主要特征,就就是零件多,而在零件之间发生了关系。我们知道,如果零件之间不能发生相对运动,则直接可以使用绑定得方式来设置接触。如果零件之间可以发生相对运动,则至少可以有两种选择,或者我们用运动副来建模,或者,使用接触来建模。如果使用了运动副,那么这种建模方式对于零件得强度分析会造成多大得影响？在运动副得附近,我们所计算得应力其精确度大概有多少？什么时候需要使用接触呢？又应该使用哪一种接触形式呢？ (3)材料属性得考虑。在一个复杂得装配体中所有得零件,其材料属性多种多样。我们在初次分析得时候,可以只考虑其线弹性属性。但就是对于高温,重载,高速情况下,材料得属性不再局限于线弹性属性。此时我们恐怕需要了解其中得每一种材料,它就是超弹性得吗？就是哪一种超弹性得？它发生了塑性变形吗？该使用哪一种塑性模型？它就是粘性得吗？它就是脆性得吗？它得属性随着温度而改变吗？它发生了蠕变吗？就是否存在应力钢化问题？如此众多得零件,对于每一个零件,我们都需要考察其各种各样得力学属性,这真就是一个丰富多彩得问题。 (4)有限元网格得划分。我们知道,通过WORKBENCH,我们只需要按一个按钮,就可以得到一个粗糙得网格模型。但就是如果从HYPERMESH得角度来瞧,ANSYS自动划分得网格,很多都就是不合理得,质量较差而不能使用。那么对于装配体中得每个零件,我们该如何划分网格？对于每一个

装配体元分析精修订

装配体元分析 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

基于ANSYS WORKBENCH的装配体有限元分析 模拟装配体的本质就是设置零件与零件之间的接触问题。 装配体的仿真所面临的问题包括： （1）模型的简化。这一步包含的问题最多。实际的装配体少的有十几个零件，多的有上百个零件。这些零件有的很大，如车门板；有的体积很小，如圆柱销；有的很细长，如密封条；有的很薄且形状极不规则，如车身；有的上面钻满了孔，如连接板；有的上面有很多小突起，如玩具的外壳。在对一个装配体进行分析时，所有的零件都应该包含进来吗或者我们只分析某几个零件对于每个零件，我们可以简化吗如果可以简化，该如何简化可以删除一些小倒角吗如果删除了，是否会出现应力集中是否可以删除小孔，如果删除，是否会刚好使得应力最大的地方被忽略我们可以用中面来表达板件吗如果可以，那么，各个中面之间如何连接在一个杆件板件混合的装配体中，我们可以对杆件进行抽象吗或者只是用实体模型如果我们做了简化，那么这种简化对于结果造成了多大的影响，我们可以得到一个大致的误差范围吗所有这些问题，都需要我们仔细考虑。 （2）零件之间的联接。装配体的一个主要特征，就是零件多，而在零件之间发生了关系。我们知道，如果零件之间不能发生相对运动，则直接可以使用绑定的方式来设置接触。如果零件之间可以发生相对运动，则至少可以有两种选择，或者我们用运动副来建模，或者，使用接触来建模。如果使用了运动副，那么这种建模方式对于零件的强度分析会造成多大的影响在运动副的附近，我们所计算的应力其精确度大概有多少什么时候需要使用接触呢又应该使用哪一种接触形式呢 （3）材料属性的考虑。在一个复杂的装配体中所有的零件，其材料属性多种多样。我们在初次分析的时候，可以只考虑其线弹性属性。但是对于高温，重载，高速情况下，材料的属性不再局限于线弹性属性。此时我们恐怕需要了解其中的每一种材料，它是超弹性的吗是哪一种超弹性的它发生了塑性变形吗该使用哪一种塑性模型它是粘性的吗它是脆性的吗它的属性随着温度而改变吗它发生了蠕变吗是否存在应力钢化问题如此众多的零件，对于每一个零件，我们都需要考察其各种各样的力学属性，这真是一个丰富多彩的问题。 （4）有限元网格的划分。我们知道，通过WORKBENCH，我们只需要按一个按钮，就可以得到一个粗糙的网格模型。但是如果从HYPERMESH的角度来看，ANSYS自动划分的网格，很多都是不合理的，质量较差而不能使用。那么对于装配体中的每个零件，我们该如何划分网格对于每一个零件，我们是否要对之进行切割形成规则的几何体后，然后尽量使用六面体网格如

ansys装配体分析

装配体分析一般的不发生相对运动的用boolean里的glue就可以，发生相对运动的一般就要用到接触了。有兴趣的可以交流一下，我现在做的所有的分析基本上都是装配体的，毕竟实际应用中很少有单个零件的。 具体问题具体分析并不是所有的装配体分析都要用接触分析，有的可以视为整体的，看你关心的是什么，所以把实际模型合理转化成有限元模型是关键！ 试一试用ANSYS workbench软件 最好的办法是在PROE里面建模装配好以后，建立PROE和ANSYS联结，直接导入ANSYS，然后对装配体进行非线性的接触分析，非线性分析要定义接触面，有时还要定义耦合面，建议你看一下清华大学出版社出版的《精通ANSYS7.0有限元分析》，作者宋勇等，里面有个实例是介绍非线性接触分析的，很实用 做装配体的有限元分析，需要利用ansys提供的各种连接单元或者耦合等工具对其装配关系进行模拟。ADD和CLUE等命令处理，不是什么装配关系，而是把分开的零件固结在一起了，实际上和装配关系有很大的出入。用MPC技术实际上使用多点接触单元进行零件连接关系进行模拟，就是利用mpc184单元进行模拟。可以看看mpc184单元的帮助，它可以模拟多种装配关系。 传统的，也是最直接的装配方法是先简单的导入装配体的各个零部件，确定它们的空间相对位置，然后人为地确定各零部件在整个装配体中的接触关系，建立接触单元。此过程在其他CAE软件中须采用手工方式完成，不仅需要漫长的虚拟整机建立过程，同时，还需要工程师对结构的各项指标、限制、风险全面的了解。 每一个有经验的有限元分析工程师都知道，没有任何两个接触问题是完全一样的，装配问题的复杂性在某种程度上肯定了ANSYS在这个领域的成就——ANSYS可以对各种不同的接触问题进行非常好，而且简便的模拟。一个装配体的ANSYS有限元分析过程可以简单的归纳为： 建立模型并划分网格 识别零部件相互关系 施加边界条件以及环境参量 求解并复查结果 事实上在ANSYS默认的设定中，当一个装配体的CAD模型被倒入的时候，接触关系已经被自动的探测了，而接触区域被指定为面/面关系。这个默认的设定可以在“Simulation Contact”设定选项的Option对话框中更改。默认的接触自动探测属性适合于大多数的接触问题。然而，附加的接触关系控制设定拓宽了可以模拟的接触类型。在接触关系控制设定中： 全局属性：包括自动接触探测的基本设定，以及高亮显示的接触区域的透明度设定，这些设定将会影响所有的接触区域。 接触区域控制：包括接触属性浏览，区域接触类型设定，以及其他的一

UG、Pro-E装配建模及有限元分析

浅谈CAD中的装配建模与有限元分析 一、两种装配建模方式 1.两种装配建模方式的定义 在产品的装配建模过程中有两种方法被广泛的应用：自底向上和自顶向下。自底向上的装配建模方法先建立基于特征的零件模型，再通过坐标变换将已设计完成的零件模型拼装到一起生成装配模型。而自顶向下的装配建模方法的过程则刚好相反，是先建立装配体中各零件间的装配联接关系，再在此基础上再进行零件设计和建立零件模型。 2.两种装配建模方式的比较与分析 “自底向上”是指通过零件造型和装配两个独立过程完成产品建模的方法，所以具有以下局限性：1)特征造型是面向零件级的几何描述，缺乏零件间联接的相关性；2)过早进行零件的描述造成了零件间关系的不一致性，过分约束和零件冗余；3)不易发挥设计者的创造性，个别零件的模型约束了整个设计方案的创新。 为此，便提出了“自顶向下”的装配建模方法，这一方法能够比较方便地建立零件间的几何关系，是一种面向产品设计的造型方法，大大提高了产品建模能力。但这一方法目前只能在几何图素上建立零件间的相关性，无法在整体结构上建立相关零件间的联接关系。 现提出一种新的几何建模方法——支持自顶向下设计过程的跨层次装配建模方法。从产品的整体模型上展开装配建模过程，再逐步分割、细化模型，最后通过跨层次运算操作生成产品的装配结构。该方法将面向零件的特征造型向面向装配的特征造型延伸，拓展了特征造型的研究与应用范围，实现了产品装配设计的自动化，大大提高了建模效率。 3.两种装配建模方式在UG、Pro/E中的应用 UG提供了并行的自顶而下和自下而上的装配建模方法。装配模型中零件数据是对零件本身的链接映象，保证装配模型和零件设计完全双向相关，并改进了软件操作性能，减少了存储空间的需求，零件设计修改后装配模型中的零件会自动更新，同时可在装配环境下直接修改零件设计，坐标系定位，逻辑对齐、贴合、偏移等灵活的定位方式和约束关系等功能。 在柔性组件的基础上，研究了自下而上装配建模过程中的装配冲突及其自适应装配问题。通过基于Pro/E三维建模平台的二次开发，可以初步实现了基于柔性组件的自适应冲突解决及其装配建模方法。该方法相对于当前常见的停止装配、检测冲突、重新设计、再次装配的冲突解决方法，具有合理、方便、快捷等特点。 二、有限元分析

基于装配体的13号车钩有限元分析

第28卷　第4期2007年12月 大连交通大学学报 JOURNAL　OF　DAL I A N　J I A OT ONG　UN I V ERSITY Vol.28　No.4 　Dec.2007　 　文章编号:167329590(2007)0420037205 基于装配体的13号车钩有限元分析 苗伟明,孙丽萍 (大连交通大学交通运输工程学院,辽宁大连116028)3 摘要:13号车钩在运用过程中经常出现钩体裂纹、钩尾框裂纹和钩舌折断等故障,严重影响列车的正 常运行.利用I2DEAS软件对车钩的装配体进行有限元分析,车钩各零件的相互作用通过定义接触来传 递.给出了车钩在拉伸工况下的应力状态,应力较大部位与运用中故障多发部位相吻合,为车钩结构设 计、改进和检修提供参考依据. 关键词:13号车钩;装配体;接触;有限元分析 中图分类号:U260.341文献标识码:A F i n ite Elem en t Ana lysis of No.13Coupler Ba sed O n A ssem bly M I A O W ei2m ing,S UN L i2p ing (School of Transportation Engineering,Dalian J iaotong University,Dalian116028,China) Abstract:No.13coup lers often occur failures such as coup ler body and yoke cracks, coup ler knuckle fracture etc.during operation.These seriously affect nor m al operation of the rail way vehicles.The coup ler assem bly w ith finite elem ent analysis soft ware I2DEA S is analysed considering the in teractions bet ween the components of coup ler by defining contact.The stress state of coup ler under tension load is given,and the results p rovide reference basis for coup ler structure design,i mp rovem ent and repair. Key words:No.13coup ler;assem bly;contact;finite elem ent analysis 车钩缓冲装置是铁道车辆的重要部件,它在机车与车辆、车辆与车辆之间起着连挂作用,并在列车运行中传递牵引力和缓解冲击力.随着我国铁路运输提速、重载的发展,作为当前货车主流产品的13号车钩,在运用过程中时有故障发生,如车辆在运行中车钩自动分离、由于钩体裂纹和钩尾框后弯角裂纹引起的断裂造成的分离和钩舌折断造成的分离等,这不仅使铁路运输成本迅速增加,而且直接影响列车的安全和我国铁路客货运输秩序,在一定的程度上制约了铁道车辆的进一步提速,影响铁路运力的进一步提高.车钩的自动分离通过三连件的设计成功地得到了解决[1,2].车钩的破损分离主要是车钩受力较大的部位存在裂纹或缺陷,基于装配体的13号车钩有限元分析可以更好地模拟其在实际运用过程中的受力状态,找出车钩应力较大部位,这对于提高车辆连接的稳定性,防止分离,对于保证铁路客货运输秩序、节约成本、提高铁路运力具有重要的现实意义. 1装配分析法与I2D EA S软件的接触算法 1.1　装配分析法 以往对车钩零部件进行有限元分析时,常常是将所关心的部件单独提出来建立模型,而分析部件与其他部件之间的相互作用则用接触边界上的已知力或位移来考虑.当其他部件刚性较大时,其变形很 3收稿日期:2007204210 作者简介:苗伟明(1979-),男,硕士研究生.

solidworks进行有限元分析的一般步骤(精)

1. 软件形式： ㈠. SolidWorks的内置形式： ◆COSMOSXpress ——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。 ㈡. SolidWorks的插件形式： ◆COSMOSWorks Designer——对零件或装配体的静态分析。 ◆COSMOSWorks Professional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。 ◆COSMOSWorks Advanced Professional——在COSMOSWorks Professional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。 ㈢. 单独发行形式： ◆ COSMOS DesignSTAR——功能与COSMOSWorks Advanced Professional相同。 2. 使用FEA 的一般步骤： FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具，但不是唯一的数值分析工具！其它的数值分析工具还有：有限差分法、边界元法、有限体积法… ①建立数学模型——有时，需要修改CAD 几何模型以满足网格划分的需要， （即从CAD 几何体→FEA 几何体），共有下列三法： ▲特征消隐：指合并和消除在分析中认为不重要的几何特征，如外圆角、圆边、标志等。▲ 理想化：理想化是更具有积极意义的工作，如将一个薄壁模型用

一个平面来代理（注：如果选中了“使用中面的壳网格”做为“网格类型”，COSMOSWorks 会自动地创建曲面几何体）。 ▲ 清除：因为用于划分网格的几何模型必须满足比实体模型更高的要求。如模型中的细长面、多重实体、移动实体及其它质量问题会造成网格划分的困难甚至无法划分网格—这时我们可以使用CAD 质量检查工具（即SW 菜单: Tools →Check …）来检验问题所在，另外含有非常短的边或面、小的特征也必须清除掉（小特征是指其特征尺寸相对于整个模型尺寸非常小！但如果分析的目的是找出圆角附近的应力分布，那么此时非常小的内部圆角应该被保留）。 ②建立有限元模型——即FEA 的预处理部分，包括五个步骤： ▲ 选择网格种类及定义分析类型（共有静态、热传导、频率…等八种类别）——这时将产生一个FEA 算例，左侧浏览器中之算例名称之后的括号里是配置名称； ▲ 添加材料属性: 材料属性通常从材料库中选择，它不并考虑缺陷和表面条件等因素，与几何模型相比，它有更多的不确定性。 ◇右键单击“实体文件夹”并选择“应用材料到所有”——所有零部件将被赋予相同的材料属性。 ◇右键单击“实体文件夹”下的某个具体零件文件夹并选择“应用材料到所有实体”——某 个零件的所有实体(多实体将被赋予指定的材料属性。 ◇右键单击“实体文件夹”下具体零件的某个“Body ”并选择“应用材料到实体”——只有该“Body ”被赋予指定的材料属性。 ▲ 施加约束：定义约束是最容易产生误差的地方。通常的误差来自于过约束模型，其后果是：结构过于刚硬并低估了实际变形量和应力值。对装配体而言，还要定义“接触/间隙”这种特殊的“约束”。约束的目的是禁止模型的刚体位移。

Simulation有限元分析设计方案

Simulation有限元分析设计方案 在制造业中，为了缩短产品设计周期，提高产品质量，广泛采用计算机辅助工程（Computer Aided Engineering,CAE），机械设计已逐渐实现了由静态、线性分析向动态、非线性分析的过渡，由经验类比向最优设计的过渡。CAE在产品开发研制中显示出了无与伦比的优越性，使其成为现代企业在日趋激烈的竞争中取胜的一个重要条件，因而越来越受到科技界和工程界的重视。 在CAE技术中，有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是应用最为广泛、最为成功的一种数值分析方法。SolidWorks Simulation即是一款基于有限元（即FEA数值）技术的分析软件，通过与SolidWorks的无缝集成，在工程实践中发挥了愈来愈大的作用。 6.1 Simulation基础知识 6.1.1 有限元法概述 有限元法（Finite Element Method，FEM）是随着计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法，是一种求解关于场问题的一系列偏微分方程的数值方法。 有限元分析的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。有限元法的基本思路可以归结为：“化整为零，积零为整”。它将求解域看成是由有限个称为单元的互连子域组成，对每一个单元假定一个合适的近似解，然后推导出求解这个总域的满足条件（如结构的平衡条件），从而得到问题的解。这个解不是准确解而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能够适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段，甚至成为CAE的代名词。 在机械工程中，有限元法已经作为一种常用的方法被广泛使用。凡是计算零部件的应力、变形和进行动态响应计算及稳定性分析等都可用有限元法。如进行齿轮、轴、滚动轴承及箱体的应力、变形计算和动态响应计算，分析滑动轴承中的润滑问题，焊接中残余应力及金属成型中的变形分析等。 6.1.2 Simulation概述 Simulation是SolidWorks公司的黄金合作伙伴之一SRAC（Structural Research & Analysis Corporation）公司推出的一套功能强大的有限元分析软件。SRAC成立于1982年，是将有限元分析带入微型电脑上的典。1995年，SRAC公司与SolidWorks公司合作开发了COSMOSWorks软件，从而进入工程界主流有限元分析软件的市场，并成为SolidWorks公司的金牌产品之一。它作为嵌入式分析软件与SolidWorks无缝集成，成为了顶级销量产品。2001年，整合了SolidWorks CAD软件的COSMOSWorks软件在商业上所取得的成功使其获得

★★★装配体有限元分析

基于A N S Y S W O R K B E N C H的装配体有限元分析 模拟装配体的本质就是设置零件与零件之间的接触问题。 装配体的仿真所面临的问题包括： （1）模型的简化。这一步包含的问题最多。实际的装配体少的有十几个零件，多的有上百个零件。这些零件有的很大，如车门板；有的体积很小，如圆柱销；有的很细长，如密封条；有的很薄且形状极不规则，如车身；有的上面钻满了孔，如连接板；有的上面有很多小突起，如玩具的外壳。在对一个装配体进行分析时，所有的零件都应该包含进来吗或者我们只分析某几个零件对于每个零件，我们可以简化吗如果可以简化，该如何简化可以删除一些小倒角吗如果删除了，是否会出现应力集中是否可以删除小孔，如果删除，是否会刚好使得应力最大的地方被忽略我们可以用中面来表达板件吗如果可以，那么，各个中面之间如何连接在一个杆件板件混合的装配体中，我们可以对杆件进行抽象吗或者只是用实体模型如果我们做了简化，那么这种简化对于结果造成了多大的影响，我们可以得到一个大致的误差范围吗所有这些问题，都需要我们仔细考虑。 （2）零件之间的联接。装配体的一个主要特征，就是零件多，而在零件之间发生了关系。我们知道，如果零件之间不能发生相对运动，则直接可以使用绑定的方式来设置接触。如果零件之间可以发生相对运动，则至少可以有两种选择，或者我们用运动副来建模，或者，使用接触来建模。如果使用了运动副，那么这种建模方式对于零件的强度分析会造成多大的影响在运动副的附近，我们所计算的应力其精确度大概有多少什么时候需要使用接触呢又应该使用哪一种接触形式呢 （3）材料属性的考虑。在一个复杂的装配体中所有的零件，其材料属性多种多样。我们在初次分析的时候，可以只考虑其线弹性属性。但是对于高温，重载，高速情况下，材料的属性不再局限于线弹性属性。此时我们恐怕需要了解其中的每一种材料，它是超弹性的吗是哪一种超弹性的它发生了塑性变形吗该使用哪一种塑性模型它是粘性的吗它是脆性的吗它的属性随着温度而改变吗它发生了蠕变吗是否存在应力钢化问题如此众多的零件，对于每一个零件，我们都需要考察其各种各样的力学属性，这真是一个丰富多彩的问题。 （4）有限元网格的划分。我们知道，通过WORKBENCH，我们只需要按一个按钮，就可以得到一个粗糙的网格模型。但是如果从HYPERMESH的角度来看，ANSYS自动划分的网格，很多都是不合理的，质量较差而不能使用。那么对于装配体中的每个零件，我们该如何划分网格对于每一个零件，我们是否要对之进行切割形成规则的几何体后，然后尽量使用六面体网格如果我们这样做的话，那么单单划分网格这一项，就要消耗我们大量的时间。而且，当这种网格划分完以后，我们还需要反复加密网格，反复计算，直到结果的收敛。就如同减速器这样的一个装配体，稍微粗略的划分网格，都是10万多个节点，如果我们网格划分得细密一些，很容易上百万个节点。这么大量的节点，一般的笔记本和台式机计算起来都很困难。这给我们的仿真工作带来了极大的困扰。

solidworks有限元分析

solidworks有限元分析 有限元分析是solidworks软件中非常强大的一个功能，如果要使用好这个功能必须结合自身的很多知识才能运用好，有限元分析不同于绘图，它需要有材料力学、理论力学、高等数学的基础，下面就给大家简单介绍进行有限元分析的方法和步骤。 solidworks有限元分析 solidworks有限元分析应用于机械、汽车、家电、电子产品、家具、建筑、医学骨科等产品设计及研发。其作用是：确保产品设计的安全合理性，同时采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本; 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题; 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费; 是产品设计研发的核心技术。看板网根据超过十年的项目经验和培训经验，提醒各位朋友，有限元分析，不同于绘图。以下是看板网总结的solidworks有限元分析使用方法，希望对大家有用。 一、软件形式： （一）solidworks的内置形式： SimulationXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的

零件的静态分析。 （二）SolidWorks的插件形式： SimulationWorks Designer——对零件或装配体的静态分析。 SimulationWorksProfessional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。 SimulationWorks AdvancedProfessional——在SimulationWorksProfessional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。 （三）单独发行形式： Simulation DesignSTAR——功能与SimulationWorks Advanced Professional相同。 二、使用FEA的一般步骤： FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具，但不是唯一的数值分析工具！其它的数值分析工具还有：有限差分法、