什么是結(jié)構(gòu)分析?
??結(jié)構(gòu)分析是對被分析結(jié)構(gòu)施加荷載時發(fā)生變化的物理量進行計算,并根據(jù)計算結(jié)果進行評價和分析的一系列過程。
計算的物理量包括變形、內(nèi)力(應力)、熱量和振動頻率。結(jié)構(gòu)分析的目的是在實際創(chuàng)建您想要創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)之前通過預測結(jié)果來降低失敗風險。
您還可以獲得有關(guān)如何創(chuàng)建更好的結(jié)構(gòu)的提示。結(jié)構(gòu)分析還可以預測無法輕易測試的大型結(jié)構(gòu)的結(jié)果。
用于結(jié)構(gòu)分析
結(jié)構(gòu)分析通常用于汽車開發(fā)和生產(chǎn)、建筑和土木工程、金屬加工生產(chǎn)考慮以及橡膠產(chǎn)品開發(fā)等領(lǐng)域。
1、汽車
結(jié)構(gòu)分析是現(xiàn)代汽車開發(fā)中不可或缺的技術(shù)。許多零件都采用結(jié)構(gòu)分析來提高運動性能、確保安全、節(jié)省能源、降低成本。
2.建筑/土木工程領(lǐng)域
在建筑和土木工程領(lǐng)域,結(jié)構(gòu)分析用于各種建筑物的強度、抗震、抗風、防火設計。在建筑領(lǐng)域,像機械零件那樣制作原型幾乎是不可能的。必須有效地使用結(jié)構(gòu)分析。
3、金屬加工
金屬加工包括塑性加工和壓力加工。過去,高難度的產(chǎn)品都是通過老手的經(jīng)驗創(chuàng)造出來的。如今,通過有效利用結(jié)構(gòu)分析,可以傳承技能并創(chuàng)造更復雜的產(chǎn)品。
4、橡膠制品
橡膠制品在承受載荷時會發(fā)生顯著變形,變形還涉及與其他產(chǎn)品的接觸。非線性分析常用于結(jié)構(gòu)分析。
結(jié)構(gòu)分析原理
結(jié)構(gòu)分析工作按以下步驟進行:繪制分析目標、切割網(wǎng)格、建模、輸入物理量、分析和輸出。
1. 繪制測量目標
使用CAD等軟件繪制分析目標。主要使用3D CAD。如果您使用 CAD,我們建議檢查 CAD 文件格式是否與您使用的結(jié)構(gòu)分析軟件兼容。
2、剪網(wǎng)片
將分析目標分解為稱為網(wǎng)格的網(wǎng)格。必須小心,因為這種分解的準確性會影響計算的準確性和速度。
3. 建模
對分析對象進行建模。通常將每個網(wǎng)格的邊界表面視為彈簧。
4. 輸入物理量
輸入分析對象的楊氏模量、比熱、膨脹系數(shù)、密度等。這個物理量必須通過實驗預先測量出來。
5. 分析
有幾種類型的分析。有基于胡克定律 f=kx 的靜態(tài)分析,以及基于牛頓運動方程 F=ma 的動態(tài)分析。
動態(tài)分析涉及時間概念,可分為相對簡單的隱式方法和求解復雜聯(lián)立線性方程的顯式方法。
6. 輸出
大多數(shù)結(jié)構(gòu)分析軟件都可以可視化分析結(jié)果。通過可視化,您可以發(fā)現(xiàn)待分析對象的位移以及集中受力的位置。
結(jié)構(gòu)分析的類型
結(jié)構(gòu)分析有多種類型。代表性的如下。
1. 靜態(tài)分析
靜態(tài)分析計算向結(jié)構(gòu)施加力時的變形量和應力。您可以獲得有關(guān)如何創(chuàng)建適合零件使用方式的形狀的提示。
2. 特征值分析
特征值分析計算對象的特征值。特征值是發(fā)生共振的頻率,特征值越高,發(fā)生共振的可能性越小。
由于振動會影響精密設備框架的功能,因此我們進行特征值分析并確定形狀,以使特征值盡可能高。
3.傳熱分析
傳熱分析計算熱量在物體中的分布情況。例如,通過計算加熱板的溫度分布,可以預測溫度均勻性,從而無需制造零件即可實現(xiàn)最佳設計。