建立有限元計算模型

2017-03-27 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網

1.有限元建模的準則

有限元建模的總則是根據工程分析的精度要求,建立合適的,能模擬實際結構的有限元模型.在連續(xù)體離散化及用有限個參數表征無限個形態(tài)自由度過程中不可避免的引入了近似.為使分析結果有足夠的精度,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.具體應滿足下述準則:

1)有限元模型應滿足平衡條件.

2)變形協(xié)調條件.

3)必須滿足邊界條件.

4)剛度等價原則.

5)認真選取單元,使之能很好的反映結構構件的傳力特點,尤其是對主要受力構件應該做到盡可能的不失真.

6)應根據結構特點,應力分布情況,單元的性質,精度要求及其計算量的大小等仔細劃分計算網絡.

7)在幾何上要盡可能地逼近真實的結構體,其中特別要注意曲線與曲面的逼近問題.

8)仔細處理載荷模型,正確生成節(jié)點力,同時載荷的簡化不應該跨越主要的受力構件.

9)質量的堆積應該滿足質量質心,質心矩及其慣性矩等效要求.

10)超單元的劃分盡可能單級化并使剩余結構最小.

2.邊界條件的處理

對于基于唯一模式的有限元法,在結構的邊界上必須嚴格滿足已知的位移約束條件.例如,某些邊界上的位移,轉角等于零或者已知值,計算模型必須讓它能實現這一點.對于自由邊的條件可不予考慮.

3.連接條件的處理

一個復雜結構常常是由桿,梁,板,殼及二維體,三維體等多種形式的構件組成.由于桿,梁,板,殼及二維體,三維體之間的自由度個數不匹配,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,否則模型會失真,得不到正確的計算結果.

在復雜結構中,還能遇到各種各樣其他的連接關系,只要將這些連接關系徹底弄清,就嫩提高寫出相應的位移約束關系式,這些關系式我們稱之為構件間復雜的連接條件,同時在計算中使程序嚴格滿足這些條件.

應當指出,在不少實用結構分析有限元分析有限元程序中,已為用戶提供輸入連接條件的借口,用戶只需嚴格遵守用戶使用規(guī)定,程序將自動處理自由度之間的用戶所規(guī)定的位移約束條件.

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