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大運(yùn)重卡:線性與非線性分析在CAE中的應(yīng)用

日期:2022-08-26     來(lái)源:山西大運(yùn)     作者:小編輯

在做CAE分析前,我們要先選定一下分析的類型,通常包括線性靜態(tài)分析、非線性分析、動(dòng)力學(xué)分析、屈曲分析、熱分析、疲勞分析、優(yōu)化、流體分析、碰撞分析、NVH分析等。常用的一般為線性與非線性分析。

 

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線性意味著直線。在線性分析中,有限元求解器將沿著直線來(lái)求解模型從開(kāi)始到變形的狀態(tài)。實(shí)際上,材料通過(guò)屈服點(diǎn)后,材料將遵循非線性曲線,但是求解器仍然使用直線。當(dāng)材料達(dá)到應(yīng)力極限后,此時(shí)部件將損壞,裂成兩半,但是求解器仍然基于直線來(lái)進(jìn)行計(jì)算,不會(huì)出現(xiàn)失效的地方,僅僅在將損壞的位置以紅色來(lái)顯示。通過(guò)將最大應(yīng)力與屈服強(qiáng)度或強(qiáng)度極限對(duì)比,分析可以得出部件安全或失效的結(jié)論。

 

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結(jié)構(gòu)分析中的許多問(wèn)題可以使用線性有限元求解器求解。如果不考慮變形中的高階項(xiàng)并且假定材料行為為線性時(shí),分析問(wèn)題可以極大地簡(jiǎn)化。線性求解器假定所有材料處于線彈性的工作區(qū)域,但如果結(jié)構(gòu)的加載超出了其材料的屈服點(diǎn),則需要進(jìn)行非線性分析。

 

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現(xiàn)實(shí)生活中,剛度[K]是位移[d]的函數(shù),這意味著在幾何非線性分析中,在預(yù)定的位移后,剛度矩陣K需要重新計(jì)算。為了計(jì)算得到正確的結(jié)果,所以應(yīng)該考慮變形后的幾何。但如何確定幾何非線性,佩曼.霍斯拉維曾給過(guò)答案:如果一個(gè)懸臂梁在末端承受力,它的位移只有其長(zhǎng)度的十分之一,可以認(rèn)為它是線性的,在這種范圍的變形下,你可以通過(guò)線性分析來(lái)得到較好的近似值;但是一個(gè)同樣長(zhǎng)度的簡(jiǎn)支拱,在同樣的受力下,在突彈跳變改變形狀之前,它的末端即使位移仍然很小,但卻是高度非線性的。另外如殼的屈曲,雖然初始變形很小但是經(jīng)歷的是一個(gè)非線性的行為。


簡(jiǎn)而言之,需要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證幾何非線性而不是光靠看來(lái)判斷。


                                  

  • 【責(zé)任編輯:卡友】

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