副標題#e# 一、前言
在傳統的有限元分析中,對于像產品部件這樣的,由各個零件組裝起來的裝配體或子裝配,大都是將部件視為一個零件,同時多數有限元程序也只支持單一零件的前處理。因而限制了技術人員對分析中細節的研究,比如,焊縫位置的研究、零件之間存在不同摩擦系數時的考慮等。
COSMOS Works不僅提供了對裝配體分析的支持,還可以設定不同零件之間,或者不同接觸面之間的接觸/間隙類型以及不同的摩擦系數,使得分析結果與實際工況更為吻合,同時還可以將結果按照裝配體爆炸的方式顯示結果。利用分析結果,設計人員可以對于眾多焊縫位置進行直觀的評估、研究。但是,對于同一結構采用裝的有限元模型,目前還是采用單一零件式的有限元模型,并且沒有進行過深人的研究。
作者在為某開式壓力機機身進行強度計算時,首先在SolidWorks2003中分別建立了機身的裝配體三維模型和零件模型,然后利用COSMOS Workss2003有限元分析軟件對其分別進行數值分析,并將兩種分析進行對比,對上述問題進行了初步研究,同時結合SolidWorks以及COSM05 Works的功能特點,對裝配體和單一零件式有限元模型的優缺點進行了對比,對兩種模型的如何使用提出了一些建議。
二、計算工況
根據企業提供的圖紙,我們在SolidWorks中先建立了三維裝配體的幾何模型.為保證幾何模型結構的致性,我們將模型的三維裝配體(.SLDASM)另存為零件模型(.Sf.DPRT)。本文的計算工況是分析在壓力機60t沖壓力(設計允許的最大沖壓噸位)作用下,機身結構的靜強度和最大位移。
1.載荷,加載位置為工作臺面,60t ,豎直向隊前后兩個導柱孔分別加載30t ,豎直向上;
2.約束,機身底座安裝面,豎直方向約束位移為零,4個地腳螺栓孔的位移約束為沿圓柱孔徑向位移為零,沿圓柱孔豎直方向位移為零,
3材料為Q235A鋼材,機身自重5,47t.其材料屬性見表1:
4.機身自重在本文的靜強度分析中沒有考慮。
三、有限元網格模型的對比
兩個模型在COSM0S Works中進行網格剖分時,采用同樣的網格設置,即單元類型為四面體,單元大小為100mm,公差為5mm。
網格剖分后,裝配體網格模型的節點數為31776;單元數為16352。零件模型網格剖分后的結果是節點數為29269,單元數為14799。如圖1、圖2所示。表2是網格模型剖分結果的對比。
從上述網格模型的大小對比來看,裝配體模型的網格復雜度>零件模型的網格復雜度。
在傳統的有限元分析中,對于像產品部件這樣的,由各個零件組裝起來的裝配體或子裝配,大都是將部件視為一個零件,同時多數有限元程序也只支持單一零件的前處理。因而限制了技術人員對分析中細節的研究,比如,焊縫位置的研究、零件之間存在不同摩擦系數時的考慮等。
COSMOS Works不僅提供了對裝配體分析的支持,還可以設定不同零件之間,或者不同接觸面之間的接觸/間隙類型以及不同的摩擦系數,使得分析結果與實際工況更為吻合,同時還可以將結果按照裝配體爆炸的方式顯示結果。利用分析結果,設計人員可以對于眾多焊縫位置進行直觀的評估、研究。但是,對于同一結構采用裝的有限元模型,目前還是采用單一零件式的有限元模型,并且沒有進行過深人的研究。
作者在為某開式壓力機機身進行強度計算時,首先在SolidWorks2003中分別建立了機身的裝配體三維模型和零件模型,然后利用COSMOS Workss2003有限元分析軟件對其分別進行數值分析,并將兩種分析進行對比,對上述問題進行了初步研究,同時結合SolidWorks以及COSM05 Works的功能特點,對裝配體和單一零件式有限元模型的優缺點進行了對比,對兩種模型的如何使用提出了一些建議。
二、計算工況
根據企業提供的圖紙,我們在SolidWorks中先建立了三維裝配體的幾何模型.為保證幾何模型結構的致性,我們將模型的三維裝配體(.SLDASM)另存為零件模型(.Sf.DPRT)。本文的計算工況是分析在壓力機60t沖壓力(設計允許的最大沖壓噸位)作用下,機身結構的靜強度和最大位移。
1.載荷,加載位置為工作臺面,60t ,豎直向隊前后兩個導柱孔分別加載30t ,豎直向上;
2.約束,機身底座安裝面,豎直方向約束位移為零,4個地腳螺栓孔的位移約束為沿圓柱孔徑向位移為零,沿圓柱孔豎直方向位移為零,
3材料為Q235A鋼材,機身自重5,47t.其材料屬性見表1:
4.機身自重在本文的靜強度分析中沒有考慮。
三、有限元網格模型的對比
兩個模型在COSM0S Works中進行網格剖分時,采用同樣的網格設置,即單元類型為四面體,單元大小為100mm,公差為5mm。
網格剖分后,裝配體網格模型的節點數為31776;單元數為16352。零件模型網格剖分后的結果是節點數為29269,單元數為14799。如圖1、圖2所示。表2是網格模型剖分結果的對比。
從上述網格模型的大小對比來看,裝配體模型的網格復雜度>零件模型的網格復雜度。
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