江西快三投注

经典案例
  • 有限元分析在机械产品设计的应用
  • 汽车转向机构有限元分析与优化
  • 风力发电机主轴结构强度分析
  • 发动机连杆的强度分析与结构优化
  • 车辆传动轴的强度分析与方案改进
  • 摩托车车架的刚度及强度分析
  • 注塑模具机构强度分析及结构优化
  • 变速箱轴键强度校核及结构改进
  • 挖掘机铲斗有限元计算和强度分析

基于SolidWorks的灌装封口机有限元分析

发布于:2020-06-23 17:21
有限元分析

       随着我国饮料、乳品、啤酒市场的迅速发展,对灌装封口机的需求量越来越大,并对质量提出了更高的要求。若仍采用传统的产品设计方法远不能满足市场多样化的需求、不能适应激烈的市场竞争,也很难提高产品的综合技术经济效益及保证产品质量。由于目前国内对灌装封口机的设计,仍缺乏成熟的设计理论及足够的设计依据,许多参数的选择都是凭经验和一些理论简化确定,所设计部件是否合理要通过样机试验才知道,因此以全自动塑杯灌装封口机为研究对象,首先利用SolidWorks三维造型软件设计和造型出全自动塑杯灌装封口机的各模块,然后利用SolidWorks的COSMOSWorks插件对其模块进行有限元分析,针对有限元分析的结果提出相应的改进措施,从而最大限度地缩短全自动塑杯灌装封口机的设计周期、降低测试成本,为此类机械产品的分析计算提供了一种可行的解决方案。
       有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而得到问题的解。这个解不是准确解,而是近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段。
       对于不同物理性质和数学模型的问题,有限元求解法的基本步骤是相同的,只是具体公式推导和运算求解不同。
       有限元求解问题的基本步骤通常为:
       (1)问题及求解域定义:根据实际问题近似确定求解域的物理性质和几何区域。
       (2)求解域离散化:将求解域近似为具有不同有限大小和形状且彼此相连的有限个单元组成的离散域,习惯上称为有限元网络划分。显然单元越小(网络越细)则离散域的近似程度越好,计算结果也越精确,但计算量及误差都将增大,因此求解域的离散化是有限元法的核心技术之一。
       (3)确定状态变量及控制方法:一个具体的物理问题通常可以用一组包含问题状态变量边界条件的微分方程式表示,为适合有限元求解,通常将微分方程化为等价的泛函形式。
       (4)单元推导:对单元构造一个适合的近似解,即推导有限单元的列式,其中包括选择合理的单元坐标系,建立单元试函数,以某种方法给出单元各状态变量的离散关系,从而形成单元矩阵(结构力学中称刚度阵或柔度阵)。为保证问题求解的收敛性,单元推导有许多原则要遵循。对工程应用而言,重要的是应注意每一种单元的解题性能与约束。例如,单元形状应以规则为好,畸形时不仅精度低,而且有缺秩的危险,将导致无法求解。
       (5)总装求解:将单元总装形成离散域的总矩阵方程(联合方程组),反映对近似求解域的离散域的要求,即单元函数的连续性要满足一定的连续条件。总装是在相邻单元结点进行,状态变量及其导数(可能的话)连续性建立在结点处。
       (6)联立方程组求解和结果解释:有限元法最终导致联立方程组。联立方程组的求解可用直接法、选代法和随机法。求解结果是单元结点处状态变量的近似值。计算结果的质量将通过与设计准则提供的允许值比较来评价并确定是否需要重复计算。
       简言之,有限元分析可分成三个阶段,前处理、处理和后处理。前处理是建立有限元模型,完成单元网格划分;后处理则是采集处理分析结果,使用户能简便提取信息,了解计算结果。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                      杭州那泰科技有限公司
                                                                              本文出自杭州那泰科技有限公司babeimao.com,转载请注明出处和相关链接!




tag标签:
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------