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解决方案

重型机械—动力学仿真分析


  

现状:

      重型机械设备在加(jia)工制造或(huo)使用过(guo)程中载荷有很大部分是(shi)随时(shi)间变化的,固传统的静力分析已(yi)不能(neng)满足设计要求。结构动(dong)力学问题有两个重要特点不同于静力问题.第(di)一是动(dong)态载荷是(shi)随(sui)(sui)时间变(bian)(bian)化(hua)的,结构(gou)的响应(ying)也是(shi)随(sui)(sui)时间变(bian)(bian)化(hua)的.很显(xian)然(ran)动力(li)学问题不像静力(li)问题那样简单(dan),分析者要相应于响应(ying)历程所(suo)有感兴趣的时(shi)间(jian)内(nei)求得(de)响应(ying)解(jie),因而(er)动力学(xue)问题要(yao)比静力问题(ti)更(geng)加复杂,求解(jie)要更(geng)加费时间(jian).第(di)二个更(geng)为重要的(de)(de)特(te)点是加速度所起的(de)(de)重要(yao)作用。

      进行(xing)结构动力分析的(de)(de)目的(de)(de);

      确定动力(li)荷(he)载作(zuo)用下结构(gou)的内力(li)和变形;

      通过(guo)动(dong)(dong)力分(fen)析确定(ding)结(jie)构的(de)动(dong)(dong)力特性(xing)。

      进(jin)行(xing)结构动力(li)学分析的大致过程;

 
 

  

问题与挑战:

      仿(fang)真分析手段很大程度上降(jiang)低了重型机械的(de)设(she)计加(jia)工成本,提升产品的(de)设(she)计性能,但(dan)同时也面临巨(ju)大挑战(zhan):

      对网格质量要求高,花费大量时间和静(jing)力(li)进行前处理;

      大变形过(guo)程(cheng)中会(hui)出现网(wang)格严重(zhong)扭曲,从而导致计(ji)算过(guo)程(cheng)无法继续进行;

      需要网格重(zhong)划分(fen)技术,不同(tong)的重(zhong)划分(fen)技术对计算影响较大;

      接(jie)触定义过程复杂,无自动接(jie)触设置。

      计(ji)算效率(lv)低(di),花费大量计(ji)算时间。

      需要控制(zhi)的参数较多,对使用者的工程经(jing)验要求高。

  

解决(jue)方(fang)案:

      针对重(zhong)型设备的加工制造,如金(jin)属成型、切削、碰撞冲击等,这些工艺(yi)中存(cun)在一系列涉及(ji)材(cai)料大变形(xing)的问题,传(chuan)统有限元(yuan)法在仿(fang)真分析时由(you)于(yu)变形过大而导(dao)致(zhi)网格畸变的,导(dao)致(zhi)仿真(zhen)无法继续(xu)或计算不准(zhun)确。Xdyna基(ji)于物质点(dian)法理论的三(san)维(wei)连续介(jie)质动力学(xue)仿真分析工具,兼(jian)具欧(ou)拉(la)算法与(yu)拉(la)格朗日算法的优势,不存在单元畸(ji)变和网格扭(niu)曲等问(wen)题。采用物(wu)质点法(fa)(fa)这种(zhong)无网格算法(fa)(fa),避免了传统(tong)有限元法(fa)(fa)的大(da)量(liang)繁重的前处理工作,提升(sheng)了仿真的效率。