有限元仿真的结果基本上和真实解误差
有限元仿真技术
有限元仿真技术引言有限元仿真技术是一种用于解决工程问题的数值计算方法，通过将具有复杂几何形状和边界条件的问题离散为小的有限单元，然后分析这些单元的行为来近似解决原始问题。
在过去几十年中，有限元仿真技术得到了广泛的应用，已经成为许多工程领域中不可或缺的工具。
本文将探讨有限元仿真技术的原理、应用和发展趋势。
有限元分析的基本原理有限元分析的基本原理是将连续的物理现象离散为有限数量的单元，然后在每个单元内建立代表物理属性的数学模型。
这些单元通过一组已知的边界条件连接在一起，形成整个问题的数学模型。
通过求解这个数学模型，可以获得问题的近似解。
有限元分析的核心是有限元模型的建立。
建立有限元模型需要确定以下几个关键要素：1.几何模型：需要根据实际问题建立几何模型，通常使用三维网格来离散几何形状。
2.材料性质：需要确定每个单元的材料性质，例如弹性模量、密度、热导率等。
3.边界条件：需要确定每个单元的边界条件，例如力、热源等。
4.连接条件：需要确定不同单元之间的连接条件，例如接触、约束等。
有限元分析的应用领域有限元分析技术可以应用于各个工程领域，下面列举了其中一些常见的应用领域：结构力学在结构力学中，有限元分析可以用于计算结构的应力、应变、位移等。
它可以帮助设计师确定结构是否能够承受给定的负载，并对结构进行优化。
有限元分析在建筑、航空航天、汽车等领域中得到了广泛的应用。
流体力学有限元分析技术在流体力学中可以应用于解决各种与流体流动相关的问题，例如气动优化、水动力学等。
通过对流体的速度场、压力分布等特性进行模拟和分析，可以帮助工程师预测和改善流体力学系统的性能。
热传导有限元分析在热传导问题中也有广泛应用。
通过将热传导问题离散为有限单元，可以计算物体内部的温度分布，预测热流的传输路径和热传导的总量。
这在热处理、电子设备散热设计等领域中非常有用。
电磁场问题有限元分析可以用于求解与电磁场相关的问题，例如电磁场的分布、感应电压、电磁场的辐射等。
飞艇吊舱结构有限元分析与试验
飞艇吊舱结构有限元分析与试验□李习习□朱强中国特种飞行器研究所湖北荆门448035摘要：吊舱是飞艇的重要组成部分。
通过有限元方法对飞艇吊舱结构进行静强度分析，得到飞艇吊舱的应力与位移云图。
对飞艇吊舱结构进行静力学试验，并将试验结果与有限元分析结果进行对比，确认两者较为吻合。
关键词：飞艇吊舱结构分析试验中图分类号：TH6：V274文献标志码：A文章编号：1000-4998(2021 )03-0021-04 Abstract:The pod is an important part of the airship.The static strength analysis of the airship pod structure was carried out by the finite element method,and the stress cloud map and the displacement cloud map of the airship pod were obtained.The airship pod structure was statically tested,and the test results were compared with the results from finite element analysis to confirm that they are relatively consistent.Keywords:Airship Pod Structure Analyses Test1研究背景浮空器是一种轻于空气，主要依靠空气浮力来克服自身重力和有效载重的飞行器⑴。
飞艇作为浮空器的一种形式，具有续航时间长、载质量大、使用成本低、使用维护方便、起降场地要求低、绿色环保等优点，可以通过搭载不同的任务载荷，广泛应用于军用、民用等领域叭吊舱是飞艇的重要组成部分，一般采用承力框架结构，安装于气囊下部，主要用于系统设备的安装，包括推进系统、电源系统、飞行控制系统、遥测与通信系统、导航系统、艇务管理系统、空管应答机等O 飞艇吊舱需要满足强度设计要求，为有效进行强度设计，通常采用有限元方法进行静强度分析。
汽车吸能盒的结构改进与仿真分析
汽车吸能盒的结构改进与仿真分析张鑫;赵晓昱【摘要】为了提高汽车的被动安全,并实现轻量化设计,基于LS-DYNA和HyperWorks软件建立了吸能盒的仿真模型,并进行了模拟仿真.首先分析了相同尺寸的钢制和铝制两种材料吸能盒的吸能特性,然后在材料成本相同时,对吸能盒的壳体结构进行改进,最后将仿真结果与理论结果进行对比.分析结果可知:在碰撞工况相同时,铝制吸能盒的比吸能是钢制吸能盒的2.8倍,同时重量减轻63％.对铝制吸能盒内壁结构进行改进,得到了一种综合指标较好的\"目\"字形吸能盒结构.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2019(057)007【总页数】5页(P21-24,28)【关键词】被动安全;吸能盒;低速碰撞;轻量化【作者】张鑫;赵晓昱【作者单位】201620 上海市上海工程技术大学汽车工程学院;201620 上海市上海工程技术大学汽车工程学院【正文语种】中文【中图分类】U467.30 引言汽车的安全性和轻量化一直是研究的重点。
汽车轻量化必须以汽车的安全性为前提，实现轻量化的重要手段之一便是开发铝合金材料的零部件。
汽车碰撞安全事故中，汽车正面低速碰撞发生的次数最多[1]。
吸能盒安装在汽车前纵梁(或后纵梁)与保险杠横梁之间，是汽车主要的缓冲吸能装置，也是汽车最重要的安全件之一。
其原理是，通过吸能盒的压溃变形将碰撞产生的动能变为壳体自身的内能，吸收由于汽车碰撞产生的能量，降低碰撞对乘客和车体的伤害[2]。
设计出一种质量、吸能效果好的吸能盒是研究的重点。
本文以某款汽车的钢制吸能盒为研究对象，使用LS-DYNA和HyperWorks有限元仿真软件建立此款汽车吸能盒的碰撞仿真模型，改进原吸能盒的材料并对其进行吸能特性研究，然后按照吸能盒设计原则，对轻量化后的吸能盒进行内部结构改进设计，用计算机进行仿真实验。
根据评价指标，对几种不同内壁的吸能盒进行分析，得出最优结果。
电磁超声螺栓轴向应力测量的有限元分析与试验
螺栓作为重要的连接件，广泛应用于航空航天、船舶、风力发电、桥梁、数码产品等领域。
在实际工况中，螺栓上施加的应力直接影响设备的运行、结构安全和可靠性，因此对螺栓进行监测具有重要的工程意义。
螺栓轴向应力的常用无损检测方法主要有扭矩扳手法、磁敏电阻传感器法、光纤应变法和电阻应变片法等，但是这些方法尚未在工程中得到应用，而超声波法测量螺栓轴向应力可以应用于实际工程中。
传统的压电超声探头存在对材料的表面状态要求高、无法在高温下进行监测、需要和工件进行耦合等缺点，限制了超声波法的应用。
电磁超声作为一种新兴的超声检测方法，可以避免传统超声法测量螺栓轴力（轴向应力）的缺点，在一些领域中已经得到了广泛的应用。
现有研究中，电磁超声模拟多集中于探头优化方面，主要应用在测厚、无损检测等领域，而电磁超声测量螺栓轴向应力的研究较少。
因此，西南交通大学材料科学与工程学院的研究人员利用软件模拟电磁超声换能器激发纵波和纵波在螺栓中的传播过程，分析了螺栓在轴向载荷状态下的应力分布，以及夹紧长度对超声传播声时差的影响，并通过模拟确认了螺栓的夹紧长度与应力系数的关系，将有限元分析结果和真实试验结果进行对比，验证了有限元分析结果的可靠性。
1声弹效应的理论基础采用电磁超声激励纵波对螺栓轴向应力进行测量，该方法结合了胡克定律和声弹效应。
根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，比值为材料的弹性模量E，可得到：Lσ=L1(1+σ/E)(1)L0=L1+L2 (2)式中：L1，Lσ为螺栓有效受力区间未受应力的长度和受力后的长度；σ为所受应力；L2为螺栓不受力区间的长度；L0为螺栓未受力时的总长。
根据声弹性效应，固体中的声速与应力有关。
假定螺栓紧固应力为单轴均匀拉伸应力，则超声波在螺栓内沿轴向传播的速度与应力有线性关系，可得到：vσ=v0(1+A·σ) (3)v0=2L0/t0 (4)式中：v0为超声波在无应力状态下的传播速度；vσ为超声波在应力状态下的传播速度；t0为无应力状态下的纵波渡越时间；A为声弹性系数。
仿真应用工程师年终总结
仿真应用工程师年终总结随着2023年的结束，我作为仿真应用工程师的一年工作也告一段落。
在这一年中，我深入参与了多个项目，积累了丰富的经验，同时也获得了一些重要的教训。
在此，我希望通过这篇文章，对过去一年的工作进行全面的反思和总结。
一、工作成果在过去的一年中，我参与了多个仿真应用项目，包括机械、电子和流体动力学等方面的模拟。
我使用专业的仿真软件，对产品的性能进行了深入的评估和优化。
通过这些项目，我不仅提高了自己的技术能力，也积累了解决实际问题的经验。
在工作中，我也遇到了一些挑战。
例如，在某个项目中，我发现仿真结果与实际测试结果存在较大的差异。
经过仔细检查，我发现是模型简化造成的。
通过改进模型，我们成功地提高了仿真的准确性。
这个经验让我深刻认识到，仿真模型的精确性和真实性对结果的影响是至关重要的。
二、技能提升与经验积累在过去的一年里，我不仅提高了我的仿真技能，也积累了一些宝贵的经验。
例如，我学会了如何更有效地与团队成员沟通，使仿真工作的进展更加顺利。
我也学习了如何识别和解决仿真中的误差，从而提高仿真的准确性。
此外，我还学习了如何优化仿真流程，以更好地满足项目的需求。
我通过不断地实践和学习，提高了自己在仿真领域的专业能力。
三、未来计划与目标回顾过去的一年，我感到自己在仿真应用工程师的岗位上取得了显著的进步。
然而，我也认识到自己还有很多需要学习和提高的地方。
在未来的工作中，我计划进一步提高自己的编程能力，以更好地自动化和处理仿真任务。
此外，我还计划参与更多的跨领域项目，以扩大自己的知识面和应用能力。
我相信通过不断地学习和实践，我可以更好地发挥仿真技术在产品开发和优化中的作用。
四、结论回顾过去的一年，我感到自己在仿真应用工程师的岗位上取得了显著的进步。
我参与了多个项目，提高了自己的技能和经验，同时也获得了一些重要的教训。
在未来的工作中，我计划进一步提高自己的能力，以更好地为公司的产品开发和优化做出贡献。
我相信通过不断地学习和实践，我可以成为一名更优秀的仿真应用工程师。
有限元仿真 量纲
温馨小提示：本文主要介绍的是关于有限元仿真量纲的文章，文章是由本店铺通过查阅资料，经过精心整理撰写而成。
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愿本篇有限元仿真量纲能真实确切的帮助各位。
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感谢支持！(Thank you for downloading and checkingit out!)有限元仿真量纲一、引言随着科技的飞速发展，有限元仿真技术在工程领域的应用日益广泛。
作为一种数值分析方法，有限元仿真能够有效地解决工程结构分析中的复杂问题，为产品设计和优化提供有力的技术支持。
在此背景下，量纲分析作为一种重要的理论基础，对于确保有限元仿真的准确性和可靠性具有重要意义。
本文将从有限元仿真简介、量纲的概念与重要性以及文献综述三个方面对相关内容进行阐述。
有限元仿真简介有限元仿真（FiniteElementSimulation，FES）是一种基于数学建模、离散化方法和数值分析的工程分析方法。
它将连续的求解域划分为有限数量的子区域，即元素，通过对这些元素进行求解，从而得到整个求解域的力学响应。
有限元仿真技术已在众多领域取得了显著的成果，如结构分析、热传导、流体力学等。
量纲的概念与重要性量纲分析是研究物理量之间关系的一种重要方法，它通过对物理量的单位进行推导，揭示不同物理量之间的内在联系。
在有限元仿真中，量纲分析有助于验证模型的合理性、确保计算结果的准确性以及提高仿真效率。
此外，量纲分析还为无量纲化处理提供了理论依据，使得仿真结果具有更高的通用性。
文献综述近年来，关于有限元仿真和量纲分析的研究取得了丰硕的成果。
许多学者针对不同领域的问题，进行了深入的理论与实践研究。
例如，在结构分析方面，文献[1]提出了一种基于量纲分析的模型验证方法，有效提高了仿真结果的可靠性；在流体力学领域，文献[2]通过量纲分析，对某型飞机翼型的气动性能进行了优化设计。
有限元仿真分析与解析解的结果对比——以阶梯轴的静力分析为例！
有限元仿真分析与解析解的结果对比——以阶梯轴的静力分析为例！（1）对一个阶梯轴零件进行基于材料力学的理论计算，求解最大应力值；（2）在WORKBENCH中对该阶梯轴零件进行有限元仿真，实行两种仿真方案，分别是1.梁模型建模+梁单元网格划分；2.实体模型建模+六面体单元网格划分，观察两种仿真结果并与理论计算结果的对比，对比结果发现解析解与仿真解相差很小。
（3）可以借此算例学习WB中的梁单元静力分析、三维实体静力分析、理解并施加若干种边界条件，举一反三即可了解此类轴系中轴零件的强度分析。
在进行阶梯轴零件设计的时候一般会对其进行强度校核，校核方式主要有理论计算和仿真分析两种。
轴零件的强度校核计算方式已经标准化，查阅手册即可，仿真分析可使用有限元仿真软件，本文算例将在ANSYS WORKBENCH 进行。
本文的算例来自于《ANSYS Workbench 工程实例详解》，以校核阶梯轴强度问题为例，探讨使用解析解解法和有限元分析解的差异。
01 算例描述及其解析解图1为阶梯轴的简图，现校核其受载后的静强度，已知直径d，，材料为45，弹性模量，泊松比屈服应力在AB段，轴只受弯矩而外伸到加载处的这一段，既受弯矩又有剪力，属于横力弯曲。
根据材料力学分析，最大正应力应该产生在C截面的圆边缘处，强度为：同理AB段的最大应力大小为：图1 算例的理论解法02 有限元仿真分析结果为了简化仿真分析难度，考虑到目前ANSYS Workbench已经普及，且其流程化的操作方式也被越来越多的机械工程师所接受，故本文使用该仿真平台。
在有限元分析的操作过程中，流程可简化为**建模→网格划分→设置边界条件→求解→结果后处理。
**就重要性来说，前处理过程包括建模，网格划分和设置边界条件都是非常关键的步骤。
网格划分需要考虑网格的类型、形状和尺寸等因素，而在设置边界条件时需确保对模型施加的边界条件与实际加载工况一致，三者均需保证准确无误，否则会导致计算结果与实际情况大相径庭，误导未来的进一步设计。
毕业论文-基于DEFORM-3D的切削温度仿真
论文题目：基于DEFORM-3D的刀具切削温度仿真学生姓名：所在院系：所学专业:导师姓名：目录摘要 (1)第一章绪论……………………………………………………错误!未定义书签。
第二章仿真软件介绍 (6)第三章Deform—3D软件简介 (9)3。
1软件模块结构分析 (9)3。
2 前处理器及其设置 (9)3.3 模拟器 (9)3。
4 后处理器 (11)第四章有限元模型的建立 (13)4。
1 切削加工模型 (13)4。
2 切削模型建立 (14)第五章 DEFORM-3D对切削温度的仿真 (17)5。
1刀具和工件的温度场分析 (17)5.2 切削速度对切削温度的影响 (17)5.3切削过程中总体温度分布 (19)5。
4 切削厚度对切削温度的影响 (20)第六章结论 (22)第七章参考文献 (23)摘要在金属切削加工中，切削温度对切削加工过程有着非常重要的意义。
为了更好的研究金属材料的切削加工过程中切削温度的分布，本文以Deform—3D软件为平台,利用有限元方法对45号钢的切削过程中的温度进行了建模与仿真，分别分析了切削过程中刀具和工件的切削温度场分布，以及切削速度变化时对切削温度的影响。
仿真结果表明：刀-屑接触区及工件上的最高温度随切削速度的增加而升高，但工件上温度升高的趋势较平缓；无论切削条件怎么变化,切削温度的最高点总不在刀刃处，而是位于前后刀面上距离刀刃不远的地方；剪切面上各点的温度几乎相同.仿真结果表明,Deform—3D软件所得的仿真结果和理论依据的吻合度较高,说明仿真具有较高的可信度，为生产实践中切削速度的优化选择,刀具及工件材料的选择提供理论依据关键词:Deform-3D，有限元仿真,切削温度AbstractIn the process of metal cutting, the cutting temperature of the cutting process has very important significance. In order to better study the metal material cutting process of cutting temperature distribution，Based on the Deform -3D software as the platform，using the finite element method for45 steel cutting temperature by modeling and simulation，Analysis of the cutting process, the cutting tool and the workpiece cutting temperature field distribution，as well as the cutting speed change on cutting temperature effect.The simulation results show that：the tool-chip contact area and the workpiece on the maximum speed with cutting speed increases, but the workpiece temperature increased more gentle; No matter how the change of cutting temperature cutting conditions，highest point total in the blade，but are located before and after the knife surface distance edge not far place；Shear plane of each point on the temperature is almost the same. The simulation results show that，the Deform - 3D software the simulation results and the theoretical basis of the anastomosis of a higher degree, a description of the simulation has high reliability，Production practice of cutting speed optimization，tool and workpiece material selection and provide a theoretical basisKey word：Deform—3D，Finite element simulation, Cutting temperature第一章绪论金属切削是机械制造中使用最广泛的加工方法，金属切削加工时在机床上利用个切削工具从工件上切除多余材料，从而获得具有一定形状精度、尺寸精度、位置精度和表面质量的机械零件，是机械加工的基本方法。
有限元仿真技术简介
有限元仿真技术简介（文章标题）有限元仿真技术简介1. 引言有限元仿真技术是一种广泛应用于工程和科学领域的数值计算方法，它可以在计算机上对复杂的物理系统进行建模和分析。
本文将简要介绍有限元仿真技术的原理、应用领域以及其优点和局限性。
2. 有限元分析的原理有限元分析的核心思想是将复杂的连续体划分为有限数量的小元素，然后根据元素的性质和相互之间的连接关系，利用数学方法近似解决变分原理。
通过在每个元素上选择合适的数学模型和适当的边界条件，可以得到物理系统的数值解。
3. 有限元仿真的应用领域有限元仿真技术在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：3.1 机械工程在机械工程领域，有限元仿真可以用于材料力学、刚体力学和流体力学问题的分析。
在设计汽车零件时，可以使用有限元分析来预测材料的应力分布和变形情况，以确保设计的可靠性和安全性。
3.2 建筑工程在建筑工程领域，有限元仿真可以应用于结构分析、热传导和空气流动等问题。
通过对建筑结构进行有限元分析，可以评估结构的稳定性和强度，优化设计并提高建筑的效能和安全性。
3.3 航空航天工程在航空航天工程领域，有限元仿真可以用于飞机、火箭和卫星等复杂系统的设计和分析。
通过模拟力学和热力学行为，可以评估结构的性能和可靠性，并优化设计以提升工程效率。
4. 有限元仿真的优点有限元仿真技术具有许多优点，使其成为工程和科学领域中不可或缺的工具。
4.1 准确性有限元仿真可以提供高度准确的结果。
通过使用复杂的数学模型和离散化技术，可以更好地近似真实物理系统的行为，并生成准确的数值解。
4.2 灵活性有限元仿真方法非常灵活。
它可以适应各种不同的物理条件和边界条件，并支持对模型进行参数化研究和优化设计。
4.3 节省成本和时间相对于传统的试验方法，有限元仿真技术可以大大减少成本和时间。
通过在计算机上进行仿真，可以避免昂贵的实验设备和长时间的试验过程。
5. 有限元仿真的局限性然而，有限元仿真技术也有一些局限性需要注意。
模态分析有限元仿真分析学习心得
有限元仿真分析学习心得1 有限元分析方法原理有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。
还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
有限元法是随着电子计算机发展而迅速发展起来的一种工程力学问题的数值求解方法。
20世纪50年代初，它首先应用于连续体力学领域—飞机结构静、动态特性分析之中，用以求得结构的变形、应力、固有频率以及阵型。
由于其方法的有效性，迅速被推广应用于机械结构分析中。
随着电子计算机的发展，有限元法从固体力学领域扩展到流体力学、传热学、电磁学、生物工程学、声学等。
随着计算机科学与应用技术的发展，有限元理论日益完善，随之涌现了一大批通用和专业的有限元计算软件。
其中，通用有限元软件以ANSYS，MSC公司旗下系列软件为杰出代表，专业软件以ABAQUS、LS-DYNA、Fluent、ADAMS 为代表。
ANSYS作为最著名通用和有效的商用有限元软件之一，集机构、传热、流体、电磁、碰撞爆破分析于一体，具有强大的前后处理及计算分析能力，能够进行多场耦合，结构-热、流体-结构、电-磁场的耦合处理求解等。
有限元分析一般由以下基本步骤组成：①建立求解域，并将之离散化成有限个单元，即将问题分解成单元和节点；②假定描述单元物理属性的形(shape)函数，即用一个近似的连续函数描述每个单元的解；③建立单元刚度方程；④组装单元，构造总刚度矩阵；⑤应用边界条件和初值条件，施加载荷；⑥求解线性或者非线性微分方程组得到节点值，如不同节点的位移；⑦通过后处理获得最大应力、应变等信息。
结构的离散化是有限元的基础。
所谓离散化就是将分析的结构分割成为有限个单元体，使相邻单元体仅在节点处相连接，而以此单元的结合体去代替原来的结构。
如果分析的对象是桁架或者是刚架，显然可以取每一根杆作为单元，因为这一类结构就是由每一杆件相互连接而成；如果分析二维或是三维的连续介质，就要根据实际物体的形状和对于计算结果所要求的精度来确定单元的形状和剖分方式。
电动振动台随机振动试验有限元仿真
文章编号:1006-1355(2008)02-0041-03电动振动台随机振动试验有限元仿真范宣华,胡绍全,王东升,张志旭(中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621900) 摘 要:建立并修正了能反映某振动台、夹具以及试件整体动态特性的有限元模型,基于该模型进行了随机振动试验仿真研究,介绍了仿真方法。
根据给定的加速度功率谱密度控制曲线,通过频率响应计算和随机响应计算对试件随机振动试验进行了仿真,获得了试件动态响应仿真结果。
通过真实试验对仿真结果进行了验证,结果表明仿真控制曲线和试验控制曲线吻合很好,均在控制容差范围内;试件测点仿真结果和真实试验结果功率谱密度曲线比较一致,峰值频率相对误差为0.8%,仿真频段内各测点加速度响应均方根值相对误差在5%以内,自功率谱对应峰值最大相对误差约为22%。
关键词:振动与波;电动振动台;随机振动;有限元;试验仿真中图分类号:O32T B534+.2 文献标识码:ARandom V ibra ti on Test S im ul a ti on of an Electrodynam i c V ibra ti onGenera tor Ba sed on F i n ite Elem en t M ethodsFAN X uan 2hua,HU Shao 2quan,WAN G D ong 2sheng,ZHAN G Zhi 2xu(I nstitute of Syste m s Engineering,China Acade my of Engineering Physics,M ianyang Sichuan 621900,China ) Abstract:The integral finite ele ment model including a certain electr odyna m ic vibrati on generat or,a cla mp and a designed p late s peci m en was created and updated t o describe its real dyna m ic p r operties .Based on the model,si m ulati on of random vibrati on test was studied and the si m ulating method was intr o 2duced .According t o the reference curves of accelerati on po wer s pectral density (PS D ),frequency re 2s ponse calculati on and random res ponse calculati on were carried out t o si m ulate the random vibrati on test .The si m ulating results of s peci m en’s dyna m ic res ponses were obtained and compared with real random vi 2brati on test carried on the s peci m en .The co mparis ons show that the si m ulating contr ol curve matches the testing contr ol curve perfectly,both of which are within the bounds of ad m issible err or .The accelerati on PS D curves of corres ponding comparative points are mostly coincident,that considering relative err ors,the res onance frequency is about 0.8percent,the whole r oot mean square of accelerati on is within 5per 2cent and the maxi m al peak value of PS D is about 22percent .Key words:vibrati on and wave;electr odyna m ic vibrati on generat or;random vibrati on;finite ele 2ment method;experi m ental si m ulati on收稿日期:2007204219基金项目:国家安全重大基础资助项目(编号61355020103)。
有限元仿真分析
有限元仿真分析有限元仿真分析是一项利用有限元理论分析实物问题的方法。
有限元理论源于二十世纪六十年代末发展起来的结构抗力理论，是一种利用有限元法求解实物问题的复杂理论和方法，把复杂的物体分为若干有限形状的“元”，元件中细分了空间和时间，并对其施加一系列已知条件，以便在微观上进行准确分析。
有限元仿真分析是一种复杂的结构抗力理论，它是一种数值计算的应用，可以用来解决复杂的物理材料的力学和热力学性能。
这项技术的目的是在计算机上模拟复杂物体的动态行为，通过计算自然现象的力学、热力学等的响应，对工程结构的安全性、稳定性和耗散性能等进行预测，以实现安全、高效、节能减排的设计目标。
有限元仿真分析可以模拟实物结构、材料特性及其各种状态下发生的情况，模拟出物体不同性质的变化，获取物体在不断改变状态时与环境相互作用的反馈变化。
例如，可以模拟出物体受力时的变形、应变，以及在静载荷和动载荷下的变化等。
另外，有限元仿真也可以模拟物体的温度场变化特性，从而认识到物体在不同温度下的力学性能变化情况，从而获得物体在不同温度下的力学特性。
有限元仿真分析法在工程应用方面的重要性已经日益凸显。
如在航空航天、汽车、核动力、船舶、新能源及工程制造等领域，有限元仿真仿真分析法被广泛用于结构分析、设计进程控制、性能验证和风险评估等，以确保结构物理特性的可靠性和高效性。
有限元仿真分析法不仅可以减少结构的实验分析，而且可模拟出实物结构的真实反应，并有效地控制设计工艺，从而提高了结构仿真能力，有效控制了工程投入风险，从而可以有效地实现安全、高效、节能减排的设计目标。
有限元仿真分析技术的发展，使有限元仿真仿真分析法成为一种既可靠又有效的分析技术，因此在工程建设、结构设计、技术开发等方面得到广泛应用。
有限元仿真分析法能够准确测量物体的性能和特性，可以帮助解决结构的复杂性，从而改善结构的可靠性，减少结构的错误，提高工程的高效性和抗冲击性，缩短工程的时间，减少结构的投资成本，从而可以提高工程的品质。
汽车起重机吊臂计算
汽车起重机吊臂计算汽车起动机吊臂设计计算吊臂是汽车起重机最重要的工作部件，吊臂的设计直接影响着起重机的起重性能。
吊臂结构质量一般占整机质量的13%~15%，而且随着大吊臂是汽车起重机最重要的工作部件，吊臂的设计直接影响着起重机的起重性能。
吊臂结构质量一般占整机质量的13%~15%，而且随着大吨位汽车起重机的开发，这一比重会更高。
如何在不影响起重性能的前提下减轻吊臂质量，改善整机性能是设计吊臂要面对的关键问题。
目前，行业内所采取方法主要有两种：⑴应用高强度材料；⑵改进吊臂结构，采用多边形（甚至大圆弧、椭圆形）吊臂来替代四边形吊臂。
随着大吨位起重机产品的不断开发，高强度钢板被大量应用，吊臂强度也大幅上升，但若发挥全部材料的强度，吊臂结构变形也会加大。
变形增大的结果，将使吊臂轴向力引起的弯矩成为一个无法忽略的因素。
所以，在非线性条件下，就需要应用新的算法，在考虑吊臂的变形情况下对吊臂进行重新设计计算。
吊臂设计非线性计算1.几何建模为了实现吊臂计算程序化、通用化，需要将吊臂几何形状、物理状态等参数化，这主要包括以下3部分：⑴吊臂截面几何形状，通过角度、边长等尺寸进行确定；⑵确定各节臂质量、长度以及重心位置；⑶确定性能参数，包括单绳起升速度、起升滑轮组倍率等。
2.非线性迭代计算流程以柳工QY70型汽车起重机吊臂为例进行计算。
该起重机主起重臂由基本臂和4个伸缩臂组成，伸缩方式为顺序加同步伸缩方式。
先对吊臂进行受力分析。
在变幅平面内，吊臂所受载荷有:⑴吊重；⑵臂架自重；⑶起升机构钢丝绳拉力。
计算吊臂上各危险截面弯矩时，要加上各力在轴向上的分力与轴向力臂的乘积。
在回转平面内进行受力分析。
吊臂所受载荷有:⑴吊重偏摆载荷；⑵风载；⑶臂架自重；⑷起升机构钢丝绳拉力。
同样，计算吊臂各危险截面弯矩时也需要考虑上述载荷的轴向分力引起的弯矩。
迭代过程假设吊臂仰角不变，通过臂端挠度的变化来进行反馈迭代。
通过赋初值，先计算各危险截面处弯矩和横向力，然后通过材料力学求挠度和转角公式，求各节臂的挠度和转角，通过累加，由此可求出吊臂总的挠度。
有限元分析中的一些问题
有限元分析的一些基本考虑-----单元形状对于计算精度的影响笔者发现;在分析复杂问题时;我们所可能出现的错误;竟然是一些很根本的错误;这些根本错误是由于对有限元的基本理论理解不清晰而造成的..鉴于这个原因;笔者决定对一些基本问题例如单元形状问题;单元大小问题;应力集中问题等展开调查;从而形成了一系列文章;本篇文章是这些系列文章中的第一篇..本篇文章先考虑有限元分析中的第一个基本问题：单元形状问题..我们知道;单元形状对于有限元分析的结果精度有着重要影响;而对单元形状的衡量又有着诸多指标;为便于探讨;这里首先只讨论第一个最基本的指标：长宽比四边形单元的最长尺度与最短尺度之比;而且仅考虑平面单元的长宽比对于计算精度的影响..为此;我们给出一个成熟的算例..该算例是一根悬臂梁;在其端面施加竖直向下的抛物线分布载荷;我们现在考察用不同尺度的单元划分该梁时;对于A点位移的影响..这五种不同的划分方式;都使用矩形单元;只不过各单元的长宽比不同..例如第一种1AR=1.1;就是长宽比接近1；第二种2AR=1.5;就是长宽比是1.5.其它类推..第五种5AR=24;此时单元的长度是宽度的24倍..现在我们看看按照这五种单元划分方式对于A点位移的影响;顺便我们也算出了B点的位移;结果见下表..我们现在仔细查看一下上表;并分析其含义..我们先考虑第一行;它是第一种单元划分情况;此时每个单元的长宽比是1.1;由此我们计算出A点;B点的垂直位移;可以看到;A点的竖直位移是-1.093英寸;而B点的竖直位移是-0.346英寸..而这两点我们都是可以用弹性力学的方式得到精确解的;其精确解分别是-1.152以及-0.360.这样;我们可以得到此时A点位移误差的百分比是-1.093--1.152/1.152 = 5.2%.对于其它情况;也采用类似的方式得到A点位移误差的百分比..从上表可以看出来;随着长宽比的增加;位移误差越来越大;竟然大到56%..因此;如果我们是用长宽比为24的单元进行划分的话;那么我们的结果可以说是完全错误的..下面按照上表绘制出一张图;该图从形象的角度表达了上表的含义..由此可见;长宽比越接近于1;那么结算结果越精确;越远离1;则误差越大..因此我们在进行有限元分析时;应该尽量保证划分的单元长宽比接近1;这意味着;如果我们使用了四边形单元;则最好是正方形单元；如果使用了三角形单元;则最好是等边三角形..当然;对于一个复杂的零件而言;我们很难保证每个单元都满足这些要求;但是;我们一定要确保;在我们所关注的地方;例如应力最大的地方;单元形状要接近这一点;否则;我们得到的解就是不可相信的..但是上述结果也告诉我们;即便是最好形状的单元情况1;长宽比为1.1;结果的计算精度也不容乐观;其误差达到5.2%;那么;我们可以得到更高精度的解答吗可以..这需要单元的细分;下一篇博文中将会详细说明这一点..有限元分析的一些基本考虑---单元大小对于计算精度的影响有限元分析一定可以得到问题的精确解吗理论上可以证明;如果插值函数使用了“协调和完整的位移函数”;则当网格尺寸逐渐减小而单元数量增加时;解就会单调收敛..而且;当单元数目增加时;得到的刚度会降低;并收敛于真实刚度；这就意味着;当单元增加时;得到的位移增加;而收敛于精确位移解..其图形如下：这里所说的“协调和完整位移函数”;是指：1.近似函数式一般是多项式..2.近似函数在单元内要保持连续..3.近似函数应提供单元间的连续性;包括离散单元每一个节点所有自由度都应该是连续的;二维单元和三维单元沿着公共边界线和公共面必须是连续的..既能够保证单元内的连续;又能够保证单元间的连续的形函数称为协调函数..4.近似函数应考虑刚体位移和单元内的常应变状态..即有常数项保证刚体运动无应变的运动;而有一次项保证有常应变状态发生..这是形函数的完整性问题..例如;对于一维单元而言;若取形函数则同时满足上面四个条件;称为协调且完整的位移函数..一般来说;我们所用的单元使用的位移函数都满足上述四个条件;所以从理论上来说;只要网格加密;就可以收敛于真实解..为了验证上述理论的真实性;我们选用了一个材料力学中的例子来做仿真..该例子如下使用材料力学的理论进行求解;简要过程如下使用ANSYS进行分析;使用BEAM188单元;首先创建如图所示的几何模型然后分别对各段直线加密网格划分;得到的结果如下上表中;第一列是划分的单元数;第二列是最大的压应力;第三列是最大的拉应力..可以看到;随着单元数目的增加;最大拉伸;压缩应力的绝对值都在增加..从材料力学得到的精确解;最大的压应力是-46.2MPa; 最大的拉应力是28.8MPa..这样;当单元数增加到64个时;压应力的误差是46.2-45.7/46.2 =1.1%; 拉应力的精度是28.8-28.6/28.8=0.7%.此时精度已经相当高了..可以明显的看出;随着单元数目的增加;应力解的确是在逐渐逼近真实解..从这个方面来说;加密网格的确是提高计算精度的有效方法..这也意味着;我们在有限元仿真中;如果要得到精确的结果;必须不断细分网格;直到结果收敛..否则;我们的得到结果就是不可信的..那么;对于任何问题;只要网格无限细分;一定可以收敛于真实解吗未必..下一篇文章将阐述此问题..有限元分析中的一些问题--应力集中结果的可信性对于任意的几何模型;网格细分就一定能够得到真实解吗这是每一个CAE分析工程师都关注的问题..如果结构中没有应力集中;答案是肯定的..如果结构中存在应力集中;则结果未必会收敛..为了说明这一点;我们选取了一个平面应力问题..它是一个角支座;其图形及尺寸如下..在角支座上钻了两个孔;现在我们固定左上边的孔;而在右下方孔的第四象限半圆上施加压力..并通过不断的加密网格来考虑计算结果的可信性..生成的有限元模型如下固定左上边的孔;并对右下方孔施加右下方向的压力;当单元尺寸取5mm时候;应力云图如下可见;此时最大应力发生在拐角处;是34.383MPa.单元尺寸全局细分到3mm;结果是最大应力是44.44MPa.单元尺寸全局细分到1mm;结果是最大应力是74.004MPa.单元尺寸全局细分到0.4mm;结果是最大应力是112.873MPa.可见;结果并没有收敛的趋势..如果我们进一步细分网格;会发现数据无限增大;不会收敛..实际上;理论证明;在该拐角处如果是直角;而没有倒圆角的话;应力集中系数会趋向无穷大;所以在实践设计中绝对禁止出现这种直角..这也意味着;如果我们在有限元分析前进行模型简化时;绝不可轻易将一些倒角随便删除;否则会出现奇怪的结果..。
桥梁有限元仿真分析计算
ANSYS GUI中六个窗口的总体功能
输入
显示提示信息，输入ANSYS命令，所 有输入的命令将在此窗口显示。
应用菜单
包含例如文件管理、选择、显 示控制、参数设置等功能.
主菜单 包含ANSYS 的主要功能 ，分为前处 理、求解、 后处理等。
输出
显示软件的文本 输出。通常在其 他窗口后面，需 要查看时可提到 前面2。012/5/13
（4）单元特性定义 有限元单元中的每一个单元除了表现出一定的外部形状外，还 应具备一组计算所需的内部特征参数，这些参数用来定义结构材 料的性能、描述单元本身的物理特征和其他辅助几何特征等.
（5）网格划分 网格划分是建立有限元模型的中心工作，模型的合理性很大程
度上可以通过所划分的网格形式反映出来。目前广泛采用自动或 半自动网格划分方法，如在Ansys中采用的SmartSize网格划分方 法就是自动划分方法。
2、建立有限元模型的一般过程 有限元分析中建模过程有下面7个步骤： （1）分析问题定义 在进行有限元分析之前，首先应对结果的形状、尺寸、工况条件等进
行仔细分析，只有正确掌握了分析结构的具体特征才能建立合理的几何 模型。
总的来说，要定义一个有限元分析问题时，应明确以下几点： a）结构类型；b）分析类型；c）分析内容；d）计算精度要求；e） 模型规模；f）计算数据的大致规律
沥青路面有限元仿真原理与方法
沥青路面有限元仿真原理与方法在道路交通建设和维护中，沥青路面被广泛应用。
为了确保路面的安全性和耐久性，有限元仿真成为了一种重要的工具和方法。
本文将介绍沥青路面有限元仿真的原理与方法，以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、有限元仿真的基本原理有限元仿真是一种通过将复杂的结构或系统分割成有限个小元素，利用数学方法对每个小元素进行建模和分析，最终得到整个系统的性能和行为的一种计算方法。
在沥青路面有限元仿真中，道路被分割成小的节点和单元，通过对每个节点和单元的力学行为进行建模和计算，来得到整个路面的应力、应变和变形等信息。
二、沥青路面有限元仿真的步骤1. 路面建模需要将沥青路面进行几何建模。
可以通过CAD软件或者三维建模软件来绘制路面的几何形状，并将其转化为有限元软件可识别的模型格式。
建模时需要考虑路面的不规则形状、边界条件以及其他与路面相关的要素。
2. 材料参数设定在有限元仿真中，需要为沥青路面指定合适的材料参数。
这些参数包括沥青混合料的弹性模量、泊松比、抗剪切模量等，以及沥青路面下方的基层和地基的材料参数。
这些参数可以从实验室试验或者已有的研究中获取，也可以通过现场测量获得。
3. 网格划分将路面模型划分为小的节点和单元是有限元仿真的基础。
节点是路面模型上的关键点，单元则是连接节点的小区域。
划分节点和单元的密度和形状需要根据具体情况来确定，一般来说，节点和单元的密度越高，仿真结果越精确。
4. 条件设定仿真需要设定一些边界条件和加载条件。
边界条件包括路面与边坡、桥梁等结构的连接方式，加载条件包括车辆荷载、温度变化等。
这些条件的设定需要根据实际情况进行合理的估计和假设。
5. 求解计算通过有限元软件进行求解计算是沥青路面有限元仿真的核心步骤。
在求解计算中，根据路面模型、材料参数和加载条件，对每个节点和单元进行力学计算，得到路面的应力、应变和变形等结果。
6. 结果分析与评估需要对仿真结果进行分析和评估。
可以通过对比仿真结果和实测数据的差异，评估仿真的准确性和可靠性。
基于Johnson-cook本构模型的EPE包装跌落冲击模拟
基于Johnson-cook本构模型的EPE包装跌落冲击模拟雷鹏;付志强;张莉伟;陈明芬;张蕾【期刊名称】《包装工程》【年(卷),期】2018(39)19【摘要】目的将聚乙烯泡沫塑料在动态压缩试验下得到的力学性能引入有限元中,创建材料模型,并应用于跌落冲击仿真分析,以提高仿真的精确度。
方法通过聚乙烯泡沫塑料在不同速率下的压缩试验,得到真实的应力-应变曲线,并基于Johnson-cook本构模型在有限元中建立EPE的材料模型。
最后用AnsysWorkbench中的LS-DYNA模块对聚乙烯泡沫缓冲包装的跌落过程进行仿真分析,用LS-PREPOST 软件进行后处理。
在此基础上,对比分析仿真结果和实验结果。
结果仿真结果的误差分别为0.85%,1.6%,2.97%,与实验结果基本一致。
结论基于Johnson-cook本构模型构建的聚乙烯泡沫塑料有限元材料模型能有效提高低速冲击的仿真精度,为非线性材料和应变率敏感材料的有限元动态冲击分析提供了参考。
【总页数】5页(P70-74)【关键词】发泡聚乙烯;冲击;有限元;精度【作者】雷鹏;付志强;张莉伟;陈明芬;张蕾【作者单位】天津科技大学包装创新设计实验室【正文语种】中文【中图分类】TB485.1【相关文献】1.基于Johnson-Cook模型构建M50NiL齿轮钢的流变应力本构方程 [J], 李红斌;郑明月;田伟;徐树成;田亚强2.基于修正Johnson-Cook模型的钛合金热黏塑性动态本构关系及有限元模拟 [J], 李云飞;曾祥国;廖异3.基于改进Johnson-Cook模型的5083P-0铝合金动态本构关系研究 [J], 李恒奎;张光瀚;赵晓春;肖守讷;朱志武4.基于改进后Sherwood-Frost本构模型对EPE冲击模拟 [J], 雷鹏;付志强;张蕾;徐雅;曹恩国5.基于Johnson-Cook模型的冻土动态本构关系 [J], 张海东;朱志武;康国政;马悦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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我发表一下个人的一些想法，请各位指正，有限元仿真的结果基本上和真实解都会存在误差的，可从多个方面来说。
1. 就是在有限元模拟的时候，我们都要对模型进行一些简化，这一定或多或少影响计算精度的；
2. 有限元求解的时候，由于各个项目的诧异，我们定义各种参数（和实际的一定有诧异）例如滑动摩擦系数的值等等，这也会影响理论公式的计算精度；
3. 建立有限元模型的时候网格的划分，熟练人员和不熟练人员的网格划分有很大差别，这更是影响着求解的计算精度；
4. 有限元求解本身就是近似计算，它用近似模型替代实际模型，所以计算的最终结果一定和实际存在着一定的差别；
5. 即使有限元的计算结果正好等于实际值，但是有的实际解在实际中根本没办法测量或者说即使测量了由于采取的手段的诧异，它的结果也不一定非常的精确，这样来说实际的解本身也存在误差；。