在完成運動模擬研究后,如果設計工程師想對任一機構零部件執行變形和/或應力分析,則需要將所選零部件提供給FEA來進行結構分析。
運動模擬結果可提供輸入數據,包括作用于每個機構連桿的接點反作用力和慣性力,這需要使用FEA進行結構分析。不論接下來是否使用FEA,運動模擬肯定都會計算這些系數。按定義來說,接點反作用力和慣性力保持平衡;在一對平衡力作用下的機構零部件可提交給FEA,而分析程序會將其作為結構進行處理。
盡管工程師可以手動將數據從運動模擬傳輸到FEA,但是如果運動模擬軟件可以將結果自動導出到FEA,則可確保得到最佳結果。以此方式使用時,運動模擬和FEA可以進行所謂的“耦合的”模擬。這樣,就可以自動定義FEA載荷,從而可以避免手動設置中常見的猜測和可能發生的錯誤。
圖16中所示的曲柄機構問題示例演示了耦合模擬。在該示例中,設計工程師要計算連桿中的最大應力。
圖16使用運動模擬可計算連桿兩端的反作用力。也可計算作用于連桿的慣性力。
將運動模擬與FEA結合使用的步驟為:
1.在為進行研究而選擇的運動范圍內,使用運動模擬計算作用于所有零部件的位移、速度、加速度、接點反作用力和慣性力。在這一步中,所有機構連接裝置都被視為剛性實體。圖16中的曲線圖顯示了曲柄完整轉動一周的過程中連桿上的接點反作用力。
2.找出與連桿接點上最高反作用力載荷相對應的機構位置。分析人員最常觀察的是最高反作用力,因為施加最大載荷的情況下進行的分析將顯示連桿所承受的最大應力。但是,如有必要,可以選擇任意多個位置(見圖17)進行分析。
圖17可以根據任意多個曲柄軸機構位置來確定作用于連桿的力(兩端的反作用力和慣性力)。
3.將這些反作用力載荷以及慣性載荷從CAD裝配體傳輸到連桿CAD零件模型。
4.作用于從裝配體分離開來的連桿上的載荷包括接點反作用力和慣性力,如圖18所示。根據d"Alambert原理,這些載荷是相互平衡的,這樣就可以將連桿視為處于靜態載荷下的結構。
圖18根據d"Alambert原理,接點反作用力和慣性力是相互平衡的。
5.受到平衡靜態載荷的連桿會被指派彈性材料屬性并提交到FEA以進行結構靜態分析。FEA將執行結構分析以計算變形、應變和應力(圖19)。
圖19連桿被作為結構提交給FEA,以計算應力。
相關文章
- 2021-09-08BIM技術叢書Revit軟件應用系列Autodesk Revit族詳解 [
- 2021-09-08全國專業技術人員計算機應用能力考試用書 AutoCAD2004
- 2021-09-08EXCEL在工作中的應用 制表、數據處理及宏應用PDF下載
- 2021-08-30從零開始AutoCAD 2014中文版機械制圖基礎培訓教程 [李
- 2021-08-30從零開始AutoCAD 2014中文版建筑制圖基礎培訓教程 [朱
- 2021-08-30電氣CAD實例教程AutoCAD 2010中文版 [左昉 等編著] 20
- 2021-08-30電影風暴2:Maya影像實拍與三維合成攻略PDF下載
- 2021-08-30高等院校藝術設計案例教程中文版AutoCAD 建筑設計案例
- 2021-08-29環境藝術制圖AutoCAD [徐幼光 編著] 2013年PDF下載
- 2021-08-29機械AutoCAD 項目教程 第3版 [繆希偉 主編] 2012年PDF