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有限元分析建模知識(shí)與重用技術(shù)的研究

發(fā)布于:2016-03-10 19:18
有限元分析

      有限元分析作為一種數(shù)值仿真技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)或改型設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。其中有限元分析建模(幾何模型的簡(jiǎn)化、網(wǎng)格劃分、邊界條件處理、模型檢驗(yàn)等)大約占整個(gè)有限元分析過(guò)程工作量的80%,由于有限元分析模型中包含了大量的工程、力學(xué)、材料、試驗(yàn)等方面的專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),因此,如何最大限度地重復(fù)利用這些知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),是提高產(chǎn)品分析建模效率和質(zhì)量的關(guān)鍵。本研究借助知識(shí)表示語(yǔ)言UG/KF,將產(chǎn)品有限元分析建模中的知識(shí)和專家經(jīng)驗(yàn)歸納為相應(yīng)的工程規(guī)則,并通過(guò)類的形式對(duì)這些工程知識(shí)規(guī)則進(jìn)行表示,方便了對(duì)分析建模知識(shí)的組織和管理。一方面保證了對(duì)已有建模知識(shí)的重復(fù)利用,另一方面使得分析人員現(xiàn)有的分析建模知識(shí)能便于在將來(lái)得到重用。
      基于工程規(guī)則的有限元分析建模,就是以工程規(guī)則的形式將產(chǎn)品有限元分析建模中的各種知識(shí)和專家經(jīng)驗(yàn)融入到產(chǎn)品有限元分析建模過(guò)程中,生成有限元分析模型及數(shù)據(jù)文件。這一過(guò)程可表示為FEA_Modeling:F=K(S)s,rule1,rule2,…,rulen式中:F為有限元分析模型及數(shù)據(jù)文件,K為產(chǎn)生分析模型及數(shù)據(jù)文件的推理機(jī)制,S為待分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu),rule1,rule2,…,rulen為有限元分析建模中的各種工程規(guī)則。
      (1)幾何模型簡(jiǎn)化
      盡管目前大型有限元分析軟件(如ANSYS、MSC/NASTRAN)都提供了與CAD軟件的接口,但在多數(shù)情況下,CAD幾何模型往往不適合直接用于有限元分析,模型中有許多細(xì)節(jié)特征通常是分析中所不需要的,如小孔、圓角、淺槽或腔和凸臺(tái)等,通常需分析人員對(duì)其進(jìn)行特征簡(jiǎn)化、特征抑制及特征刪除以生成抽象的有限元分析幾何模型,另外,對(duì)于無(wú)偏載的對(duì)稱構(gòu),可以運(yùn)用對(duì)稱性取其1/2或1/4部分進(jìn)行分析。
      (2)有限元分析建模知識(shí)的KF表示對(duì)有限元分析建模知識(shí),KF主要通過(guò)定義應(yīng)用類實(shí)現(xiàn)對(duì)這些知識(shí)的表示。由于KF功能的限制,目前僅能對(duì)分析建模知識(shí)中幾何模型簡(jiǎn)化、單元類型選擇、單元網(wǎng)格劃分、邊界條件及載荷知識(shí)進(jìn)行很好地描述,而對(duì)于不同單元間連接、計(jì)算方法及模型修正知識(shí)的描述還存在一定的難度,這有待于KF功能的進(jìn)一步擴(kuò)充。


                                                                                  專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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