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                    有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸

                    有限元: 2017-09-05 14:21:26 閱讀數: 2248 分享到:

                     有限元分析(FEA,FiniteElementAnalysis)是利用數學近似的方法對真實物理系統(幾何和載荷工況)進行模擬。

                     線性有限元計算是最常見的靜態分析類型。忽略接觸有一個非常方便的用處:可以使用線性分析,方便又快捷,準確度也能得到一定的保證。那何時可以忽略接觸呢?

                     深圳市有限元科技有限公司是一家有十年有限元分析項目經驗的高科技企業,公司代理國外多款著名有限元軟件,并提供軟件的銷售與培訓業務,另研發出多款行業有限元通用軟件,并秉承以最高質量的產品和最高質量的服務滿足客戶的各種需求的服務理念,致力于為客戶提供一站式有限元整體解決方案,目前已為全國超過500家企業提供有限元分析服務。如需購買有限元軟件或咨詢服務請聯系電話:13632683051,咨詢QQ:2039363860/4006046636。

                     今天,有限元科技小編跟大家分享的是:有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸?

                     背景

                     線性有限元分析非常簡單,計算速度更快兼容性好(許多軟件被集成到CAD軟件中)。當然,相對于線性分析,同樣存在著許多非線性分析。對線性靜態問題(而不是動態),線性分析是非常方便的,但對于其他一些非線性問題,太過簡單地看待會使得計算結果出現非常大的誤差。所以,本文討論的重點正是:何時可以忽略接觸,從而方便建立簡單便捷的線性模型呢?

                     “線性”意味著你不會考慮到各種非線性問題:

                     材料-材料非線性是非線性分析的“萬金油”。對于非線性材料,有很多材料模型可用,相應設置也很豐富,對于我們的建模過程非常方便。

                     幾何-幾何非線性并不像材料非線性那樣受歡迎。因此它更微妙,更難以理解、更難描述其影響范圍。然而,對于特定類型的問題比如一個屈曲分析,幾何非線性會非常便捷與強大。

                     接觸–如何確定接觸是否始終是非線性的,或者是線性的,是我們需要關心的重要內容。但無論結果是何種方式,有限元分析中的接觸都www.emunshe.com可以是非線性的,所以一般考慮忽略線性接觸。

                     有限元分析中一般將接觸分為:

                     通用接觸

                     這是最簡單的接觸類型,比如在一本躺在桌子上的書和桌子本身之間的接觸,或者一個鋼柱插在混凝土地板上。


                    有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸

                     內接觸

                     比如端板的螺栓連接,情況會比上述類型更為復雜。


                    有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸

                     首先要分析兩個梁的接觸情況,并且盡量避免去人為定義接觸,特別是在簡化的模型計算中。


                    有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸

                     自接觸

                     一些情況下,自接觸屬于不可避免的接觸。這類接觸通常而言也較為復雜,但并不是沒有應對的方法。


                    有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸

                     進一步理解接觸

                     在通用接觸里提及的混凝土地板中的圓柱,www.emunshe.com很多人會自動認為這是一個非常普通的問題,但是,有以下幾點可能需要進一步的考慮:

                     如果拉伸力出現,接觸如何變化?

                     反作用力如何檢查?

                     圓柱會向上移動嗎?

                     如果在模型比如梁單元中添加螺絲,或者創建剛性(半剛性)連接,會默認使用固定接觸。


                    有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸

                     不同的是,這類模型中無法控制接觸發生的地方,一般而言模型會自行選擇,并且不建議自行修改。

                     在殼單元中,不能在垂直方向上支持整個輪廓。這是一個非常容易出現的錯誤。即使整個圓柱在混凝土上,這很可能連接不會承受任何彎曲的時刻。如果你在垂直方向上支持整個輪廓,它會。同樣地,這將在部分載體中顯示為拉伸反應力。

                     有限元模型中的接觸可能與摩擦有關。如果存在剪切力,則需要對接觸進行一定的檢查,可以通過將載荷與摩擦系數相乘,如果該值高于剪切載荷(可能存在不同的安全系數),檢查便可通過。

                     因此,可以在以下情況下忽略接觸:

                     支撐點上的負載不會導致額外的力出現

                     剛度類型屬于梁單元

                     針對摩擦檢查通過

                     分析目標中的接觸

                     這是一個比較困難的問題。假設你有一個梁連接在圓柱上,如何處理接觸從而獲得精確的結果,是需要關心的重點。這時,如果能預測接觸將發生的位置,例如:


                    有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸

                     彎矩在固定方向上,并且法蘭和端板足夠堅固。這時可以簡單地將端板的頂部與圓柱連接起來而不是建立接觸。只需使用水平板即可:


                    有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸

                     結果等到的不是一個合適的模型(左下),而是一個簡化的模型(右下)。如果板材剛度足夠高的話,那些應該給你類似的價值。


                    有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸

                     與所有這些技巧只能在某些情況下完成:

                     預測接觸將在何處發生

                     只在一個方向上彎曲

                     足夠的剛度

                     易錯事項

                     簡化接觸可能會出現幾個問題,但都是可以預見的,并且可以在后期處理中檢查發現。

                     錯誤地預測了接觸發生的地方

                     這種錯誤一般很難主動檢查出來。證明出錯最簡單的方法就是檢查變形端部:


                    有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸

                     在理想情況下,平板端部有一定的剛度,所以在這種情況下,非常容易預見接觸點在何處以及連接處的變形情況。但是如果平板剛度較小,就會發生如下情況:


                    有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸

                     這種情況下螺釘中的拉伸力將增大,從而影響結果的準確度。這種情況下對接觸的簡化就需要慎重。


                    有限元仿真分析FEA中何時能忽略接觸

                     特別是上圖中,接觸的單元數量較大,這種情況不能在沒有接觸屬性的情況下建模。

                     有兩個方向彎曲

                     在有多個負載時,很難準確預測接觸發生的地方,因此需要定義接觸保證結果的準確性。否則后期處理中會發現,平板中的應力分布在寬度上并不恒定。


                     本文出自深圳有限元科技有限公司官網:www.emunshe.com 轉載請注明

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