多分析软件融合技术的有限元分析计算方法探索.pdfVIP

第 19卷 第 1期 四川理工学院学报 (自然科学版) Vo1．19No．1 JOURNALOFSICHUANUNIVERSITYOF 2006年 2月 SCIENCEENGINEERING(NATURALSCIENCEEDITION) Feb．2006 文章编号：1673—1549(2006)01—0007-04 多分析软件融合技术的有限元分析计算方法探索 何庆中 ，雷崇华 ，罗远新 (1．四川理工学院机电工程系，四川 自贡 643000；2．重庆大学机械工程学院，重庆 400044) 摘 要：在对某企业常用的平台类钢结构件应力应变分析计算时，应用Solidworks三维设计软件、 ANSYS和MSC．Patran／Marc有限元分析计算软件等的多软件融合方法进行了对平台类铜结构件的有限 元应力应变分析计算。通过实例，经反复分析、计算与验证，证明这种多软件融合的有限元分析计算方 法在有限元分析计算中是切实可行的，能够达到对钢结构件实现快速、准确、有效地进行有限元应力应 变分析计算。 关键词：有限元分析计算；多软件融合技术；应力与应变 中图分类号：TP274+2 文献标识码：A 前 言 在对钢结构件进行有限元应力应变分析计算中，如何应用现有的通用三维殳}计软件实现有限元分析 计算的数学建模，充分发挥不同有限元分析计算软件在有限元应力应变分析汁算中各 自的特点和优势， 实现通用三维设计软件与有限元分析计算软件之间和不同有限元分析计算软件之间数学模型和数据的 传送与转换，是从事有限元分析计算研究T作的科研和应用工程技术人员如何做到能快速、准确、有效 地进行有限元分析计算的研究课题之一。本文在对某企业常用的平台类钢结构件应力应变分析计算时， 应用 Solidworks三维设计软件、ANSYS和MSC．PatranM／arc有限元分析计算软件等的多软件融合方法 进行了对平台类钢结构件的有限元应力应变分析计算，经过反复分析、计算与验证，证明这种多软件融 合的有限元分析计算方法在有限元分析计算中是切实可行的，能够达到对钢结构件实现快速、准确 、有 效地进行有限元应力应变分析计算。所提供的有限元分析计算实用示例，可供从事有限元分析计算的相 关研究人员和_T程人员参考。 1有限元应力应变分析计算的基本方法 对钢结构件进行有限元应力应变分析计算的基本方法如下： (1)依据钢结构件的结构设计方案或结构设计图纸、没汁说明书等资料，建立有限元应力应变分 析计算的三维数学模型。三维数学模型一般依据钢结构件的结构特点，可建立=i维实体模型或乏维壳体 模型，并赋予相应的模型几何特 参量。 (2)对所建立的三维数学模型进行实体或壳体模型的布尔代数运算，以检查验证 维数学模型的 连续性，保证有限元分析计算的连续性和结果的可靠性。 (3)常采用三角形结构或四边形结构对三维数学模型进行有限元单元格划分。对简单钢结构件， 可采用手动划分；对于结构复杂并且有限元单元格数量级较大(对一般实际应用中的钢结构件的有限元 单元格划分数量在一万～几十万之间，甚至达到几百万)，应采用较为先进的大型有限元分析软件进行有 限元单元格的自动划分；而在进行实际结构件有限元分析计算中，有限元单元格的划分，通常用 自动划 分单元格与手动划分单元格相结合，才能得到与实际情况较为一致的结果。 收稿 日期：2005·lI．14 作者简介：何庆中 (1962．)．男，四川自贡人，教授．硕士，主要从事机械设计制造与自动化、机电设备现代设计方法与分析的研究 8 四川理工学院学报 (自然科学版) 2006年2月 (4)依据钢结构件的安装吲定方式或支承方式，确定有限元分析计算的约束条件。 (5)由钢结构件所受外载荷的条件，确定对钢结构件的加载方式。目前常用的加载方式主要有集 中加载、均匀加载、线性加载、线性平面散射加载、空问散射加载和特有函数分布加载等，具体采用何 种加载方式应根据钢结构件的结构特点和外载荷的情况来确定，有时不同的加载方式，其分析结果相差 较大，还应作综合评价最终确定。 (6)在通用有限元分析软件或々刖钢结构件有限元分