一、概述

　　ALGOR軟件能夠方便快捷地進(jìn)行包括靜力、動(dòng)力、線性、非線性、熱傳導(dǎo)、流場(chǎng)、電場(chǎng)、管道工藝流程設(shè)計(jì)以及多場(chǎng)耦合等設(shè)計(jì)分析，幫助設(shè)計(jì)分析人員預(yù)測(cè)和檢驗(yàn)在真實(shí)狀態(tài)下的各種情況，快速、低成本地完成更安全更可靠的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

　　機(jī)械行業(yè)是我國(guó)機(jī)械工業(yè)16個(gè)重要行業(yè)之一，已發(fā)展為包括挖掘機(jī)械、鏟運(yùn)工程機(jī)械、工程起重機(jī)、機(jī)動(dòng)工業(yè)車輛、壓實(shí)與路面機(jī)械、城市建設(shè)機(jī)械、工程零部件以及其他機(jī)械在內(nèi)的18大類、288個(gè)系列、約4300多個(gè)型號(hào)規(guī)格的產(chǎn)品行業(yè)，具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)水平。在機(jī)械行業(yè)領(lǐng)域中所涉及到的結(jié)構(gòu)和零部件種類繁多，包括二維、三維實(shí)體、板殼、梁、索、膜和桿等。所涉及到的材料也囊括了線性、

　　非線性，金屬、復(fù)合材料、有機(jī)材料、橡膠、塑料和其他特殊材料等幾乎所有的材料類型。在研究?jī)?nèi)容上要求多樣化，線性和非線性材料的靜力分析、動(dòng)力分析、振動(dòng)模態(tài)分析、響應(yīng)譜分析、溫度場(chǎng)分析、直至流體分析、電場(chǎng)以及多場(chǎng)耦合分析等都有涉獵。因此對(duì)于機(jī)械行業(yè)的研究對(duì)象，往往需 要從多方面的因素考慮，進(jìn)而給出正確的結(jié)果。

　　在機(jī)械工程行業(yè)領(lǐng)域中，ALGOR可用來(lái)方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)建立幾何模型，有限元網(wǎng)格劃分，進(jìn)行各種類型的分析求解。此外，ALGOR 還提供了機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真模塊用來(lái)模擬實(shí)際機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力和變形，壓力容器模塊也為壓力容器的用戶提供了便捷的建模和分析工具。

　　二、ALGOR 功能介紹及典型應(yīng)用

　　ALGOR 作為世界著名的大型通用有限元仿真軟件，被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。而在工程設(shè)計(jì)中，可以模擬各種各樣的現(xiàn)象，能夠幫助設(shè)計(jì)分析人員預(yù)測(cè)和檢驗(yàn)在真實(shí)狀態(tài)下的各種情況，快速、低成本地完成更安全更可靠的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

　　ALGOR 軟件的特點(diǎn)可以概括為：工程師第一的原則;方便友好的用戶使用界面;CAD/CAE協(xié)同的前處理器;豐富的材料庫(kù)和單元庫(kù)特征;強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)分析以及多物理場(chǎng)分析功能; 機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真功能;管道設(shè)計(jì)和壓力容器設(shè)計(jì)與分析;豐富的后處理功能;廣泛的數(shù)據(jù)交換形式。

　　1.工程師第一的原則

　　通常進(jìn)行有限元分析往往需要操作者有較強(qiáng)的專業(yè)背景和豐富的有限元理論知識(shí)，才能夠正確分析并得出有效的結(jié)果，用戶對(duì)有限元分析軟件的易學(xué)易用性的要求越來(lái)越強(qiáng)烈。ALGOR以工程師為第一的原則，在軟件的設(shè)計(jì)上力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，可以盡快發(fā)揮實(shí)際效益。此外，強(qiáng)大的材料模型庫(kù)可以方便工程師直接調(diào)用所需要的材料類型和材料參數(shù)，而無(wú)需繁瑣的計(jì)算和輸入。智能的有限元網(wǎng)格劃分工具，可以快速有效地劃分出優(yōu)秀質(zhì)量的網(wǎng)格模型，極大地節(jié)省了用戶在項(xiàng)目分析中所花費(fèi)的時(shí)間。所建立模型在分析前的自動(dòng)檢查功能也可以幫助工程師檢測(cè)模型的正確性，并可以智能地指出錯(cuò)誤原因以幫助工程師進(jìn)行改進(jìn)。

　　2.方便友好的用戶使用界面

　　ALGOR基于Windows系統(tǒng)，其強(qiáng)大的分析功能均集成在Windows風(fēng)格的統(tǒng)一平臺(tái)下完成，它采用工程語(yǔ)言描述，盡量少地涉及有限元概念，這對(duì)熟悉Windows系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員、分析人員來(lái)說(shuō)是非常容易掌握和操作的。

　　為了方便工程師的使用，ALGOR 軟件采用了樹(shù)式管理模式、內(nèi)嵌工具條和鼠標(biāo)右鍵支持功能，以便于對(duì)分析流程進(jìn)行操作控制。基于Windows應(yīng)用界面方式的三維視圖、多窗口顯示方便直觀地對(duì)不同工況的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。上下文相關(guān)菜單可以根據(jù)分析類型和進(jìn)程過(guò)濾菜單和選項(xiàng)。實(shí)時(shí)的 自動(dòng)檢查數(shù)據(jù)輸入可以保證計(jì)算數(shù)據(jù)的正確性。

　　3.CAD/CAE 協(xié)同的前處理器

　　通常實(shí)際機(jī)械工業(yè)中所使用結(jié)構(gòu)的模型非常復(fù)雜，各種機(jī)械、機(jī)器、車輛、車床以及零部件涉及到各種結(jié)構(gòu)類型，而且往往是多種結(jié)構(gòu)形式的組合。因此，機(jī)械工程對(duì)有限元前后處理的要求非常高，需要軟件提供非常靈活的幾何建模、網(wǎng)格劃分和強(qiáng)大后處理功能才能滿足用戶各方面的要求。ALGOR 軟件正是考慮了工程師在實(shí)際工程中的需要，設(shè)計(jì)了完全的CAD模型建立和導(dǎo)入功能，強(qiáng)大的有限元網(wǎng)格自動(dòng)劃分并允許手動(dòng)設(shè)置，以及多花樣的結(jié)果輸出和數(shù)據(jù)管理。

　　ALGOR軟件具有直接的CAD 建模技術(shù)：提供一個(gè)在FEM-PRO界面中完全內(nèi)嵌的Superdraw建模工具，包括創(chuàng)立二維和三維結(jié)構(gòu)單元的選項(xiàng)。此外對(duì)于機(jī)械行業(yè)的用戶，由于在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)往往已經(jīng)具有通過(guò)專業(yè)CAD軟件所繪制的CAD模型，并且一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)模型往往也需要借助于專業(yè)的CAD軟件才能順利完成。為了減少分析花費(fèi)的時(shí)間和不必要的浪費(fèi)，這就要求有限元軟件在提供專業(yè)的CAD建模工具的同時(shí)還要具有與用戶熟知的專業(yè)CAD軟件的良好接口。事實(shí)上，隨著CAD軟件應(yīng)用的普及，將CAE分析系統(tǒng)與CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成已成為目前仿真設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。 ALGOR軟件除了自身的CAD建模工具之外，提供了與目前大多數(shù)商業(yè)CAD專業(yè)軟件接口程序，用戶可以直接將CAD軟件生成的模型文件導(dǎo)入到ALGOR中，甚至可以不需要生成第三方文件而直接導(dǎo)入，如圖1所示。

　　眾所周知，一個(gè)有限元分析項(xiàng)目所花費(fèi)的時(shí)間其中有70%~80%是用在結(jié)構(gòu)建模和有限元網(wǎng)格劃分上。其中網(wǎng)格劃分則需要更多的時(shí)間和工程師的經(jīng)驗(yàn)，有限元分析的精度和結(jié)果的正確與否很大程度上取決于網(wǎng)格的優(yōu)劣。在CAD實(shí)體模型的基礎(chǔ)上軟件能否快速而有效地生成高精度、高質(zhì)量的有限元網(wǎng)格是提高效率、降低成本的關(guān)鍵。ALGOR軟件所提供的自動(dòng)有限元網(wǎng)格劃分工具不需要用戶具有有限元網(wǎng)格的知識(shí)，只需要簡(jiǎn)單點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)便可以生成高質(zhì)量的網(wǎng)格模型。

　　ALGOR 在其 Window 風(fēng)格的分析管理平臺(tái)下集入了所有的前后處理和分析功能。其前處理最大的特點(diǎn)是CAD/CAE的一體化，以及強(qiáng)大的分網(wǎng)器和建模的靈活性，可以滿足上述各方面的用戶要求。具體來(lái)說(shuō)：ALGOR 的前處理包括如下幾部分。

　　(1)強(qiáng)大而方便的CAD 建模和接口

　　ALGOR 軟件在 FEMPRO 平臺(tái)中完全內(nèi)嵌一個(gè)完整的CAD 建模工具—Superdraw，可以建立包括二維和三維結(jié)構(gòu)單元在內(nèi)的復(fù)雜模型。此外，ALGOR 自身提供了專用的參數(shù)化CAD 實(shí)體建模工具，可以建立任意復(fù)雜的三維實(shí)體模型。具有拷貝、等分、倒角、相交、鏡像、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、縮放以及裁減/延伸等其他一些三維模型功能。此外，ALGOR 軟件中的Incad 軟件模塊提供了所有主要CAD軟件之間的相關(guān)聯(lián)系，并支持普遍的CAD文件格式，如圖2所示。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　(2)強(qiáng)大智能的網(wǎng)格劃分工具

　　ALGOR 軟件的自動(dòng)網(wǎng)格劃分工具是公認(rèn)的優(yōu)秀智能網(wǎng)格劃分器，它的中面網(wǎng)格劃分功能也非常強(qiáng)大。另外，它的混合網(wǎng)格劃分不但會(huì)縮短求解的時(shí)間，而且會(huì)提高在臨界點(diǎn)上的應(yīng)力求解效果。

　　ALGOR 所提供的強(qiáng)大智能網(wǎng)格劃分功能非常適合于工程師快速有效建立有限元網(wǎng)格模型并進(jìn)行實(shí)際工程問(wèn)題的分析求解。ALGOR 提供了全自動(dòng)的六面體、四面體以及混合網(wǎng)格的高度智能化劃分，用戶只需要簡(jiǎn)單點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)，拖動(dòng)滑塊控制網(wǎng)格的精度就可以生成非常復(fù)雜的高精度的網(wǎng)格模型，從而保證了計(jì)算分析的高效性和高精度，如圖3所示。

　　程序還提供了自動(dòng)的網(wǎng)格細(xì)化功能可以幫助用戶確定需要細(xì)化的區(qū)域，用戶也可以人為指定需要細(xì)化的區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)格的控制。此外ALGOR 也允許熟悉有限元知識(shí)的用戶進(jìn)行手動(dòng)網(wǎng)格控制，提供了多種獨(dú)具特色的功能以及高級(jí)的網(wǎng)格控制技術(shù)，保證用戶可以按照自己的要求生成符合需 要的計(jì)算網(wǎng)格。

　　ALGOR 軟件所提供的中截面提取工具可以自動(dòng)提取薄壁三維實(shí)體模型的中面并生成板殼有限元 模型，如圖4所示。此項(xiàng)功能對(duì)于薄板結(jié)構(gòu)非常有用，可以在三維CAD實(shí)體模型的基礎(chǔ)上直接提取板殼單元模型，而無(wú)需重新建模，從而有效減少了實(shí)體網(wǎng)格單元的數(shù)目，縮短了計(jì)算求解的時(shí)間。

　　ALGOR 除了可以對(duì)導(dǎo)入的CAD模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分生成有限元模型外，還提供了方便靈活的網(wǎng)格構(gòu)建和編輯功能，可以直接建立有限元模型，也可以對(duì)已有的模型進(jìn)行添加、修改和刪除等，如圖5所示。

　　(3)豐富的材料和單元庫(kù)

　　為了能夠最大程度上方便工程師在分析過(guò)程中提高效率、簡(jiǎn)化操作，ALGOR軟件的材料庫(kù)集成了大量的材料模型，用戶只需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用不同的材料即可，而不需要手動(dòng)輸入材料性質(zhì)和參數(shù)。此外，根據(jù)工程師在實(shí)際進(jìn)行分析中所能遇到的問(wèn)題，ALGOR提供了豐富的單元類型以滿足各種不同場(chǎng)或載荷作用下分析的需要。

　　4.ALGOR 強(qiáng)大的分析功能

　　在現(xiàn)代的機(jī)械行業(yè)中，機(jī)械產(chǎn)品通常被使用在各種不同的工作環(huán)境下，涉及到許多不同的載荷問(wèn)題和場(chǎng)分析。ALGOR提供了強(qiáng)大的分析功能，其范圍可以從單一物理場(chǎng)到多物理耦合場(chǎng)的分析和求解，甚至還包括了機(jī)械行業(yè)中所遇到的機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真、管道系統(tǒng)分析以及壓力容器分析功能，幾乎覆 蓋了機(jī)械行業(yè)所關(guān)心以及所能遇到的結(jié)構(gòu)、流體、溫度和電等有關(guān)的各種問(wèn)題需求，如圖6所示。

　　(1)線性、非線性材料的靜力與動(dòng)力分析

　　在機(jī)械工業(yè)中，一般要求所使用的材料或者結(jié)構(gòu)必須處 于彈性范圍內(nèi)，即不允許有塑性變形產(chǎn)生。因此線性材料的 靜力和動(dòng)力分析應(yīng)用非常廣泛，幾乎包括了機(jī)械行業(yè)結(jié)構(gòu)所 遇到問(wèn)題的 60%~80%，ALGOR 軟件 的線 性分析功能不 僅種 類 齊全、功能深入，而且界面友好、使用方便，非常適用于工 程師使用。

　　①線性靜力分析。工程師可以分析機(jī)械結(jié)構(gòu)或者零部件在承受載荷狀況下的應(yīng)力分布特征、位移特征以及應(yīng)變分布，以便對(duì)結(jié)構(gòu)和部件中受力集中區(qū)域進(jìn)行處理。在ALGOR 線性靜力模塊中，用戶可以快速方便地完成線性靜力分析的全過(guò)程，如圖7所示。

　　②線性動(dòng)力分析。可以預(yù)測(cè)機(jī)械結(jié)構(gòu)或零部件的振動(dòng)特性或者在激勵(lì)載荷作用下的響應(yīng)問(wèn)題，以及可以給出結(jié)果的振型和固有頻率。

　　(2)幾何非線性分析與接觸、碰撞和沖擊在有限元分析中，通常所認(rèn)為的非線性分析除了上述所講到的材料非線性的分析之外，還包括幾何非線性、接觸、碰撞和沖擊等。ALGOR的非線性分析功能除了可以進(jìn)行非線性材料的靜力和動(dòng)力分析之外，還可以分析包括幾何非線性和接觸分析等非線性問(wèn)題。

　　①幾何非線性分析。主要是考慮結(jié)構(gòu)或零件在受力過(guò)程中的大變形、大應(yīng)變或大轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題。這對(duì)于機(jī)械儀器或結(jié)構(gòu)中較薄的板、殼、梁和索等結(jié)構(gòu)非常適用。這些結(jié)構(gòu)在受到較大載荷的時(shí)候往往會(huì)出現(xiàn)大的變形或轉(zhuǎn)動(dòng)，甚至?xí)l(fā)生屈曲現(xiàn)象。因此對(duì)于這一類問(wèn)題進(jìn)行分析是十分必要的。ALGOR 軟件在處理非線性問(wèn)題中，采用完全拉格朗日算法和更新的拉格朗日算法，以及單元的縮減積分、非協(xié)調(diào)算法等技術(shù)，在確保了計(jì)算的精確度的同時(shí)提高了計(jì)算速度，減少了時(shí)間和成本。

　　在機(jī)械行業(yè)中，出現(xiàn)的最典型的幾何非線性問(wèn)題就是屈曲分析。屈曲分析考慮結(jié)構(gòu)的缺陷和受到的擾動(dòng)，以防止結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)破壞，這對(duì)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)具有非常重要的意義，如圖8所示。

　　②接觸、碰撞與沖擊。ALGOR 提供了豐富的接觸關(guān)系定義，可以模擬各種接觸行為，包括小變形點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸到大位移、狀態(tài)劇烈變化的面對(duì)面接觸，而且可以考慮摩擦系數(shù)和接觸界面的熱阻影響。

　　(3)機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真

　　ALGOR 除了可以考慮線性和非線性材料的靜力和動(dòng)力分析之外，而且其最大的特點(diǎn)就是可以進(jìn)行機(jī)械實(shí)體運(yùn)動(dòng)的仿真和模擬。

　　ALGOR機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真(MES)模塊用來(lái)計(jì)算線性和非線性材料模型的運(yùn)動(dòng)和應(yīng)力分析。一個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真模型的建立主要依賴于物理數(shù)據(jù)，而不是計(jì)算或估計(jì)出來(lái)的載荷和約束信息。運(yùn)動(dòng)和應(yīng)力分析的組合考慮了整體慣性的影響，能夠使工程師清楚地看到運(yùn)動(dòng)過(guò)程和結(jié)果，例如沖擊、屈曲、永久變形和位移。因此，部件需要少量的物理原始模型實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，然后進(jìn)行分析以減少時(shí)間和花費(fèi)。 MES的全面分析方法不僅比單一的線性靜態(tài)分析精確，而且也為機(jī)構(gòu)部件行為的全程動(dòng)態(tài)顯示提供了工具。

　　(4)專業(yè)的疲勞分析模塊

　　疲勞壽命分析對(duì)于產(chǎn)品(如軸、曲柄和連接桿等) 是非常重要的，這些結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)在較小的往復(fù)載荷作用下或者變載荷作用下(并未達(dá)到單一載荷時(shí)的程度)而發(fā)生失效。ALGOR軟件的專業(yè)疲勞分析模塊可以模擬疲勞失效而使用戶可以針對(duì)循環(huán)應(yīng)力載荷作用下產(chǎn)品的疲勞極限進(jìn)行設(shè)計(jì)以確保它的安全性。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　ALGOR 疲勞模塊提供了非常直觀的向?qū)Чδ芸梢灾笇?dǎo)用戶一步步地完成疲勞分析全過(guò)程。疲勞模塊提供了廣泛的材料疲勞數(shù)據(jù)庫(kù)，方便了用戶的使用。疲勞分析中可以考慮各種復(fù)雜的載荷和狀況，可以指定載荷歷史數(shù)據(jù)和載荷循環(huán)的重復(fù)次數(shù)，考慮結(jié)構(gòu)特性和加工條件，如局部應(yīng)力集中和表面打磨效應(yīng)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的疲勞壽命計(jì)算，并且給出直觀的壽命、安全系數(shù)等值圖等結(jié)果。

　　(5)熱傳遞分析

　　溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)的模擬分析在機(jī)械行業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用中也會(huì)經(jīng)常見(jiàn)到。ALGOR提供了完善的熱分析功能，可以進(jìn)行穩(wěn)態(tài)或者瞬態(tài)熱分析，材料的傳熱參數(shù)、熱邊界條件均可以與溫度相關(guān)，從而進(jìn)行非線性的熱分析。熱分析功能可以模擬結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，ALGOR 直觀的參數(shù)、邊界條件輸入環(huán)境為熱分析提供了非常方便的流程和途徑。

　　ALGOR 軟件還可以將溫度場(chǎng)與其他不同場(chǎng)分析耦合起來(lái)。當(dāng)溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合起來(lái)進(jìn)行分析時(shí)，可以確定溫度分布對(duì)力學(xué)模型的影響。而當(dāng)熱分析與非線性材料的機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真耦合時(shí)，可以通過(guò)分析確定物體隨著時(shí)間的蠕變現(xiàn)象以及應(yīng)力的分布。當(dāng)溫度場(chǎng)與流體流動(dòng)場(chǎng)耦合時(shí)，可以分析自然 對(duì)流、強(qiáng)制對(duì)流以及混合對(duì)流的影響。

　　(6)流體流動(dòng)分析

　　ALGOR 的流場(chǎng)分析功能可以模擬空氣、水等各種流體介質(zhì)特性，計(jì)算其流動(dòng)行為;確定不可壓縮流體、牛頓流體和非牛頓流體等流動(dòng)設(shè)計(jì)穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)流體流動(dòng)特征。ALGOR提供了二、三維流體單元以及豐富的流體本構(gòu)模型，可以進(jìn)行三類流體分析：穩(wěn)定流;非穩(wěn)定流;孔隙介質(zhì)流。

　　ALGOR流體分析可以得到流速、壓力等結(jié)果，而且可以和其他分析場(chǎng)耦合起來(lái)進(jìn)行分析。當(dāng)流體流動(dòng)場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合時(shí)，可以計(jì)算由于流體流動(dòng)或內(nèi)部壓縮而產(chǎn)生的應(yīng)力。當(dāng)流體流動(dòng)場(chǎng)與熱分析場(chǎng)耦合時(shí)，可以分析自然對(duì)流、強(qiáng)制對(duì)流以及混合對(duì)流的影響。

　　(7)靜電場(chǎng)分析

　　ALGOR的靜電場(chǎng)分析功能可以使工程師模擬處在電場(chǎng)狀態(tài)下的電子元件電壓和電流的分布特征。此外，靜電場(chǎng)分析還可以幫助用戶分析絕緣的有效性和預(yù)測(cè)電場(chǎng)中物體的運(yùn)動(dòng)。

　　ALGOR 靜電場(chǎng)分析還可以和其他分析場(chǎng)耦合起來(lái)進(jìn)行分析。當(dāng)與熱分析耦合時(shí)，可以通過(guò)考慮焦耳熱模擬電熱的影響。在此分析過(guò)程中，電流產(chǎn)生的結(jié)果可以自動(dòng)轉(zhuǎn)移到熱傳遞分析。當(dāng)模擬許多電子元器件以及MEMS元件的時(shí)候，電熱的產(chǎn)生對(duì)分析的最后結(jié)果十分重要。

　　(8)多物理場(chǎng)耦合分析

　　ALGOR 在提供上述強(qiáng)大的單一現(xiàn)象分析能力前提下，另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是它可以進(jìn)行兩個(gè)甚至多個(gè)物理場(chǎng)的耦合分析，可以同時(shí)模擬幾個(gè)不同場(chǎng)環(huán)境同時(shí)作用下結(jié)構(gòu)或者部件的狀態(tài)。其中典型的耦合場(chǎng)分析功能包括熱分析—應(yīng)力場(chǎng)耦合、流體分析—應(yīng)力分析耦合(流固耦合)、溫度場(chǎng)—電場(chǎng)耦合、流體流動(dòng)—熱分析場(chǎng)耦合等。這些耦合場(chǎng)環(huán)境在實(shí)際機(jī)械工業(yè)中也會(huì)經(jīng)常遇到，因此對(duì)這一部分的分析功能的需求ALGOR 給予了最好的滿足，為機(jī)械行業(yè)的工程師分析多場(chǎng)耦合現(xiàn)象提供了真正強(qiáng)大的解決方案。

　　(9)專業(yè)的管道設(shè)計(jì)與分析

　　機(jī)械行業(yè)中有時(shí)也會(huì)遇到管道系統(tǒng)的分析，比如地下埋管系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等，需要分析它們的安全性和設(shè)計(jì)的合理性。

　　針對(duì)管道系統(tǒng)這一類特殊的結(jié)構(gòu)，ALGOR提供了專用的建模和分析工具PipePak。對(duì)于管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析者，PipePak提供了一個(gè)遵從管道系統(tǒng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定義整個(gè)管道系統(tǒng)和執(zhí)行結(jié)構(gòu)分析的工具。它可以使工程師用圖形顯示分析結(jié)果，對(duì)輸入信息、設(shè)備數(shù)據(jù)和分析結(jié)果生成HTML 或文本總結(jié)報(bào)告等。

　　ALGOR提供的 PipePak 工具，可以通過(guò)電子表定義管道布局，通過(guò)繪制工具繪制管道模型，可以調(diào)用內(nèi)置的管道部件單元庫(kù)(直管、彎管、閥門、減壓器、波紋管、法蘭和三通)直接建立模型，施加專用管道約束載荷，包括彈簧支撐、支座等，可以模擬周圍結(jié)構(gòu)對(duì)管道的影響。并且進(jìn)行ALGOR 提供的所有類型的分析，分析后可以按照管道規(guī)范進(jìn)行校核驗(yàn)算。另外，除了可以使用電子數(shù)據(jù)表格定義管道系統(tǒng)外，PipePak還提供了圖形繪制工具、文件導(dǎo)入選項(xiàng)和將圖形、電子數(shù)據(jù)表格輸入以及導(dǎo)入文件合并的能力。

　　(10)專業(yè)的壓力容器設(shè)計(jì)與分析

　　對(duì)于壓力容器設(shè)計(jì)，ALGOR軟件可提供相關(guān)的工具進(jìn)行建模、分析和校核。通過(guò)ALGOR軟件，在包括化學(xué)工業(yè)、石油化工和發(fā)電等各工業(yè)，壓力容器的設(shè)計(jì)者可以根據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如ASME的鍋爐和壓力容器標(biāo)準(zhǔn)(BPVC)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估。ALGOR軟件的各個(gè)仿真模塊對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)均是有效的，包括線性和非線性材料模型的靜態(tài)應(yīng)力分析、線性和非線性材料模型的機(jī)械結(jié)構(gòu)仿真、線性動(dòng)態(tài)分析、穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的熱傳導(dǎo)分析、穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)的流體流動(dòng)以及湍流和多物理場(chǎng)分析，如圖9所示。

　　通過(guò)使用模板，壓力容器設(shè)計(jì)軟件包的建模工具可以使工程人員快速地建立參數(shù)化的管道模型，例如壓力容器和交叉管道。然后模型可以直接導(dǎo)入ALGOR 軟件進(jìn)行有限元分析，或者導(dǎo)入到CAD系統(tǒng)進(jìn)一步修改。

　　5.豐富的后處理功能

　　在有限元分析中，工程師最需要的就是計(jì)算結(jié)果的最后顯示。為了滿足廣大用戶的需求，ALGOR軟件開(kāi)發(fā)了一個(gè)強(qiáng)大豐富的后處理系統(tǒng)，且操作仍然簡(jiǎn)便、快捷。其結(jié)果輸出形式多樣，相應(yīng)類型變化豐富，除了常規(guī)的應(yīng)力、應(yīng)變、位移、變形等以外，還可以給出一些特殊的結(jié)果參量，如剪力、彎矩和軸力等內(nèi)力圖以及剖面視圖等。

　　ALGOR 的后處理不僅操作簡(jiǎn)單直觀，而且功能強(qiáng)大，提供了豐富的圖形顯示和數(shù)據(jù)處理功能，如圖10所示。

　　三、小結(jié)

　　ALGOR作為世界著名的大型通用有限元仿真軟件，在諸多領(lǐng)域中均有廣泛應(yīng)用。ALGOR產(chǎn)品提供了友好的全Windows風(fēng)格的界面，符合現(xiàn)代軟件發(fā)展的潮流以及工程設(shè)計(jì)、分析人員的要求。引入ALGOR軟件可以在短期內(nèi)切實(shí)地為產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)，讓企業(yè)的投資盡快發(fā)揮應(yīng)有的效益。ALGOR提供了強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)、熱、流體、靜電以及多場(chǎng)耦合的分析功能，具有豐富的單元類型和材料模式，也得 到了用戶的廣泛認(rèn)可，在工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工中發(fā)揮重要作用。