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解决方案

重型机械—动力学仿真分析


  

现状:

      重(zhong)型(xing)机械设备在加工制造或使用过程中载荷有很大部分是随时间变化的,固传(chuan)统的静(jing)力分(fen)析已(yi)不(bu)能满足设计要求。结构动力(li)学问题有两个重要特点不同于静力(li)问题.第一是动态载荷是随时间(jian)变化的,结构的响应也是随时间(jian)变化的.很(hen)显然动(dong)力学问题(ti)不像(xiang)静(jing)力问题(ti)那样(yang)简单,分(fen)析者要(yao)相应于响应历程所有感(gan)兴趣的时间内求得响应解,因而动力学问题要比静力问题更(geng)加复杂,求解要更(geng)加费时间(jian).第二个更(geng)为重要的(de)特点是加(jia)速度所(suo)起(qi)的(de)重要作用(yong)。

      进行结构(gou)动(dong)力分(fen)析(xi)的目的;

      确(que)定动力荷载作用下(xia)结构的内力和变形;

      通过动力分析(xi)确(que)定(ding)结(jie)构的动力特性。

      进行结构动力(li)学分析(xi)的大致过程;

 
 

  

问题与挑战:

      仿(fang)真分析手段很大(da)程度上降低了重型机械的设(she)(she)计加(jia)工成本,提升产品的设(she)(she)计性能,但同时也面临巨大(da)挑战(zhan):

      对(dui)网格质量(liang)要求高,花费大量(liang)时(shi)间(jian)和静力进行前处理;

      大变形过(guo)程(cheng)中会出现网格严重扭曲,从(cong)而导致(zhi)计算过(guo)程(cheng)无(wu)法(fa)继续进行;

      需要(yao)网格(ge)重(zhong)划分(fen)(fen)技术,不(bu)同的重(zhong)划分(fen)(fen)技术对计算影响较(jiao)大;

      接触(chu)定(ding)义过程(cheng)复杂(za),无自(zi)动接触(chu)设置。

      计算效率低,花费大量(liang)计算时间(jian)。

      需(xu)要(yao)控制的(de)参(can)数较多,对使用者的(de)工程经验要(yao)求(qiu)高(gao)。

  

解决(jue)方案:

      针对重型设备(bei)的加工(gong)制造,如金属成(cheng)型、切削、碰撞(zhuang)冲击等,这些工艺中存在(zai)一系列(lie)涉及材料大变形的问(wen)题,传统有限元法在仿真(zhen)分(fen)析时(shi)由于变形(xing)过(guo)大而导致(zhi)网格畸(ji)变的,导致仿真无法继续或计算不(bu)准确(que)。Xdyna基于物质点法理(li)论的三维连续介(jie)质动(dong)力学仿真分析工具,兼具欧拉(la)算法(fa)与拉(la)格朗日(ri)算法(fa)的优势(shi),不(bu)存(cun)在单元畸变和网(wang)格(ge)扭曲等问题。采用物质点法这种无(wu)网(wang)格(ge)算(suan)法,避(bi)免了(le)传统有(you)限元法的大量繁重(zhong)的前处理(li)工作(zuo),提升了仿真的(de)效率。