機(jī)床商務(wù)網(wǎng)技術(shù)文章
SGM50A加工中心結(jié)構(gòu)件、組合體有限元模型
閱讀：75 發(fā)布時間：2020-8-122.1單元的選用與劃分
機(jī)械結(jié)構(gòu)件大都較復(fù)雜，尤其是床身、立柱等大中型結(jié)構(gòu)件，進(jìn)行有限元分析 時，簡單地使用某一類單元進(jìn)行離散模擬，難以真實反映實際結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。針對 不同結(jié)構(gòu)或同一結(jié)構(gòu)不同區(qū)域的幾何、載荷特征釆用合適的單元模擬可使有限元模型 更切實際，如結(jié)構(gòu)件的壁板用殼單元模擬，加強(qiáng)肋、絲杠等用梁單元模擬，軸承座等 不規(guī)則實體可用體單元模擬。為此，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的有限元模型通常是混合單元模型。
機(jī)械結(jié)構(gòu)離散時常用的體單元有四面體單元solid92、六面體單元sdid45或 S〇lid95,而殼單元一般選用低階的shell63即可滿足計算精度要求。使用四面體單元進(jìn) 行自由網(wǎng)格劃分可通過軟件自動完成，效率高，但離散后節(jié)點數(shù)量多，計算規(guī)模大、 時間長。四面體單元應(yīng)用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)時，為避免網(wǎng)格劃分失敗，往往需要提髙單元密 度或?qū)Y(jié)構(gòu)幾何特征作較大的簡化。六面體單元計算精度髙，但應(yīng)用于幾何特征復(fù)雜 的結(jié)構(gòu)件時，網(wǎng)格劃分繁瑣、難度高，需耗費大量的時間。殼單元形態(tài)容易控制，網(wǎng) 格質(zhì)量相對較高，應(yīng)用于模擬床身等機(jī)床結(jié)構(gòu)件的壁板可大幅減小有限元模型的節(jié)點 數(shù)量，大大縮小計算規(guī)模，降低對計算機(jī)性能的要求，提髙計算效率。但殼單元的使 用對結(jié)構(gòu)幾何尺寸有一定的要求，且使用殼單元模擬偏向于厚殼的實體，計算精度不 如體單元模型。實際應(yīng)用時，需要結(jié)合分析對象的特點，靈活選擇其中的若干種建立 結(jié)構(gòu)的混合單元模型。
應(yīng)用殼單元模擬結(jié)構(gòu)，要求使用殼單元的區(qū)域滿足厚度尺寸遠(yuǎn)小于平面長度尺 寸。但對于單個殼單元，則無此限制，在較精細(xì)的網(wǎng)格中，可能包含厚度尺寸大于平 面內(nèi)尺寸的殼單元。文獻(xiàn)[17]指出，厚度尺寸表示為f，平面內(nèi)尺寸表示為6,薄板的 "辦值的范圍應(yīng)滿足：
(1/100 ?1/80)以/6S(l/8 ?1/5) (2.1)
在此范圍之外，值大的稱為厚板，小的稱為薄膜。
一般厚度尺寸/小于典型整體結(jié)構(gòu)尺寸的1/10,就可以用殼單元進(jìn)行模擬。其中， 典型整體結(jié)構(gòu)尺寸包括[18]:
1) 支撐點之間的距離；
2) 加強(qiáng)件之間的距離或截面厚度有很大變化部分之間的距離；
3) 曲率半徑；
4) 所關(guān)注的高階振動模態(tài)的波長。
使用殼單元模擬板殼實體，可先提取實體的中面，然后在中面上劃分殼單元，并 通過設(shè)置殼單元的實常數(shù)模擬實體的厚度。如有需要，可通過一個偏置量使中面 偏離中間位置，如圖2.1所示。
本文采摘自“SGM50A臥式加工中心關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)分析與動態(tài)優(yōu)化”，因為編輯困難導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明！