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解决方案

重型机械—动力学仿真分析


  

现状:

      重型机械设备在加工制造或使用过程中载荷有很大部分是随时间变化的,固传统的静力分析已不能满足设计要求。结构动力学问题有两个重要特点不同于静力问题.第一是动态载荷是随时间变化的,结构的响应也是随时间变化的.很显然动力学问题不像静力问题那样简单,分析者要相应于响应历程所有感兴趣的时间内求得响应解,因而动力学问题要比静力问题更加复杂,求解要更加费时间.第二个更为重要的特点是加速度所起的重要作用。

      进行结构动力分析的目的;

      确定动力荷载作用下结构的内力和变形;

      通过动力分析确定结构的动力特性。

      进行结构动力学分析的大致过程;

 
 

  

问题与挑战:

      仿真分析手段很大程度上降低了重型机械的设计加工成本,提升产品的设计性能,但同时也面临巨大挑战:

      对网格质量要求高,花费大量时间和静力进行前处理;

      大变形过程中会出现网格严重扭曲,从而导致计算过程无法继续进行;

      需要网格重划分技术,不同的重划分技术对计算影响较大;

      接触定义过程复杂,无自动接触设置。

      计算效率低,花费大量计算时间。

      需要控制的参数较多,对使用者的工程经验要求高。

  

解决方案:

      针对重型设备的加工制造,如金属成型、切削、碰撞冲击等,这些工艺中存在一系列涉及材料大变形的问题,传统有限元法在仿真分析时由于变形过大而导致网格畸变的,导致仿真无法继续或计算不准确。Xdyna基于物质点法理论的三维连续介质动力学仿真分析工具,兼具欧拉算法与拉格朗日算法的优势,不存在单元畸变和网格扭曲等问题。采用物质点法这种无网格算法,避免了传统有限元法的大量繁重的前处理工作,提升了仿真的效率。