2017年5月23日

SGM50A加工中心結構件、組合體有限元模型

2.1單元的選用與劃分2.1.1結構有限元建模的單元選擇機械結構件大都較復雜，尤其是床身、立柱等大中型結構件，進行有限元分析時，簡單地使用某一類單元進行離散模擬，難以真實反映實際結構的力學特性。針對不同結構或同一結構不同區域的幾何、載荷特征釆用合適的單元模擬可使有限元模型更切實際，如結構件的壁板用殼單元模擬，加強肋、絲杠等用梁單元模擬，軸承座等不規則實體可用體單元模擬。為此，復雜結構的有限元模型通常是混合單元模型。機械結構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。使用四面體單元進行自由網格劃分可通過軟件自動完成，效率高，但離散后節點數量多，計算規模大、時間長。四面體單元應用于復雜結構時，為避免網格劃分失敗，往往需要提髙單元密度或對結構幾何特征作較大的簡化。六面體單元計算精度髙，但應用于幾何特征復雜的結構件時，網格劃分繁瑣、難度高，需耗費大量的時間。殼單元形態容易控制，網格質量相對較高，應用于模擬床身等機床結構件的壁板可大幅減小有限元模型的節點數量，大大縮小計算規模，降低對計算機性能的要求，提髙計算效率。但殼單元的使用對結構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。實際應用時，需要結合分析對象的特點，靈活選擇其中的若干種建立結構的混合單元模型。2.1.2殼單元使用要求和劃分方法應用殼單元模擬結構，要求使用殼單元的區域滿足厚度尺寸遠小于平面長度尺寸。但對于單個殼單元，則無此限制，在較精細的網格中，可能包含厚度尺寸大于平面內尺寸的殼單元。文獻[17]指出，厚度尺寸表示為f，平面內尺寸表示為6,薄板的 "辦值的范圍應滿足：(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/小于典型整體結構尺寸的1/10,就可以用殼單元進行模擬。其中，典型整體結構尺寸包括[18]:1) 支撐點之間的距離；2) 加強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) 所關注的最高階振動模態的波長。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，并通過設置殼單元的實常數模擬實體的厚度。如有需要，可通過指定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臥式加工中心關鍵結構件結構分析與動態優化”，因為編輯困難導致有些函數、表格、圖片、內容無法顯示，有需要者可以在網絡中查找相關文章！本文由海天精工整理發表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！

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