搜索【模具工程】Dynaform其实就在生活中——无处不在的CAE分析
2016-10-04 by:CAE仿真在线 来源:互联网
Dynaform其实就在生活中——无处不在的CAE分析
第一部分是作为进入有限元法内容前的准备,讲述了在设计时CAE所处的地位,考虑的方法,在设计时怎样来利用CAE,以及讲述了它的历史背景和有关的预备知识。对于立即想进入有限元法的读者可以跳过这一章,但是建议你不妨以后回过头来再把这一章读一读。被认为像黑匣子(BLACK BOX)一样的有限元法,让我们现在一点点地走近它吧。
利用CAE所进行分析的范围是很广泛的。这里我们从中选取使用频率比较高的结构分析作为例子。所取的范围是应力分析,屈曲分析和固有震动分析。本教材第二部分将会详细地说明它的模型化过程以及评价过程。并且我们将用身边的例子反复地来说明怎样的现象可用CAE来求解,怎样的场合可用CAE来分析。同时对有关的专用术语的概念也进行了说明。
●应力是什么?
对一个产品或结构施加载荷的话,结构在变形的同时其内部会产生应力和应变。
对橡皮绳,吊鱼竿或者弓等等,施加一个力,就能非常清楚地看到它的变形,而一般的产品和结构,大多数是用铁和铝等等硬性材料制成的,变形非常小,用肉眼来确认它的变形就很困难了。
应力是结构对载荷抵抗所产生的力。用单位面积的力来表示。此应力是判断产品与结构破坏(损坏)与否的重要指标。应力=载荷/剖面面积,载荷除以剖面面积得到应力。
应力小的时候在材料内部生成的抵抗力也小,不足以破坏材料。
应力=载荷/剖面面积。 载荷变大,应力变大,破坏了。 面积变小,应力变大,破坏了。
施加的载荷一起作用,产品或结构内部就产生了抵抗力,也即产生了应力。
一般结构的形状非常复杂,根据施加载荷的种类,应力也不一样。有大应力,小应力,有压应力,拉应力等等各种应力。
因为应力一大,就要损坏物体,所以设计时不能使应力大于某个值。为此,在事前,有必要知道应力的数值。
●这些地方可用到应力分析!
装调味品的塑料袋和水果袋都留有切口,从缺口处就很容易撕开袋子。
有切口的袋子比没有切口的袋子要远远地容易撕开,这是在日常生活中常有的经验。
这是因为,在切口的部分应力集中,即使用同样的力,因为在切口部分应力大了,所以就容易撕开。前一个例子说明,为了避免破损物体而利用了作为破坏指标的应力,这个例子反过来很好地利用了应力来破坏物体。
总之,象这样求应力集中的程度或求应力的值,这就是应力分析。
●变形不能忽视!
应力分析在求应力的同时也能够求产品和结构的变形。应力的大小对判断产品和结构是否损坏很重要,而即使产品没有破坏,但因为过大的变形,而破坏了产品的功能和性能。在这个问题中宁可利用变形的结果而不用应力进行设计尤为重要。
例如:因为产品的重量而引起地面变形,使地面起不到支撑功能。对于结构有时候它的变形量要防止超过结构跨距的千分之一长,电动机的轴过大的变形就要与外壳接触了。机械零件在设计时要避开因变形而和其他零件接触和干涉。
塑料制品由于金属模具的变形产生了毛刺,而造成了次品。此时由于成型时喷出的压力,引起金属本身变形,因此就在阴模和阳模接触部分发生了间隙的原因。
●在此时要用应力分析!
到底在什么情况下要用CAE来求应力(或者变形和应变)呢?在简单的形状下即使不用CAE由公式或近似公式也能求出应力和变形。但是在产品形状复杂的时候用CAE就相当的方便了。让我们先来考虑一下,应力和结构形状及载荷的关系。
备注:首先,考虑有关[复杂的和简单的]两种情况
◇结构和载荷都是简单的情况
◇结构形状稍稍复杂的情况
拉伸一具有圆孔的平板或具有台阶的圆棒,在孔的周围或台阶附近应力就会变大。
对于这种形状,应力则集中在孔的周围。这种现象称为应力集中。
◇结构形状和载荷都是复杂的情况
大多数的产品和结构都是这种情况,对于具有复杂形状的结构和机械施加载荷,则会产生复杂的应力分布和变形。
●灵活应用应力分析的例子!
高层建筑和塔建筑等等的结构往往使用CAE进行结构的抗震抗风设计。
◇高层建筑
高层建筑的楼层面积越接近地面设计得越大。
楼层面积没有变化时,则将柱子的面积加大。
CAE对于校核大楼的形状和它的强度是最有效的。
◇东京塔
越接近地面塔的截面积越大。
在当时设计中用模型进行试验是很有效的手段。
而今天,CAE则替代这样的试验成为一种灵活应用高效率设计的主流。
◇树干
树根粗树端细。
树干的形状对于抗风抗地震这样的外力非常合理。
并且看起来也具有稳定感。
树木之类也形成了合理的形状。
自然界有些东西,即残存至今的生物和我们人类制造出的事物为什么总能找出相同的地方。其实,自然界已经在灵活应用CAE技术了!?难道不是这样吗!?
当然自然界并不是真的使用CAE技术,而是经过长年累月形成了合理的形状。
而我们的设计却不能花费这么长的时间。
我们不能让我们从设计到造出东西要延续到我们的孙子,孙子的孙子这一代。
CAE,由于使用了计算机技术,因而是一种能够实现快速而高质量设计的全新的工具。
相关标签搜索：【模具工程】Dynaform其实就在生活中——无处不在的CAE分析 Dynaform钣金分析培训 Dynaform汽车模具仿真分析培训 Dynaform技术教程 Dynaform资料下载 Dynaform分析理论 Dynaform软件下载 Fluent、CFX流体分析 HFSS电磁分析 Ansys培训 Abaqus培训 Autoform培训 有限元培训
