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用過(guò)SolidWorks軟件的朋友都知道,SolidWorks 軟件里面是有一個(gè)插件,就是有限元分析,這是一個(gè)非常實(shí)用的設(shè)計(jì)工具。
其實(shí)有很多其他軟件也有這個(gè)功能,比如說(shuō)ansys、nastran、abaqus。
這幾款軟件中,ansys是其中一款相當(dāng)古老且十分具有權(quán)威性的軟件,通過(guò)分析驗(yàn)證,再加上實(shí)際的一些測(cè)試試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)的確是ansys分析的結(jié)果更接近真實(shí)狀況,分析的結(jié)果也更可靠。
而后我們通過(guò)一些對(duì)比試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)solidworks軟件的有限元分析功能分析出來(lái)的結(jié)果相較于其他三款軟件要更接近于ansys,這樣看來(lái)我們用solidworks做有限元分析,是更好的選擇。
既然solidworks分析有限元是沒有問(wèn)題且結(jié)果可靠的,那么我們就來(lái)看一下有限元都能分析什么呢?又是采用何種原理來(lái)分析的?下面我就針對(duì)性的說(shuō)一下,先介紹有限元的原理吧,這其實(shí)也叫有限單元分析法。
我們可以理解為,把一個(gè)材料的整體拆分成大小相近的小區(qū)塊,然后依據(jù)每一個(gè)區(qū)塊所處的位置和作用,確定其受力的情況,從面得到比較薄弱區(qū)域的受力情況,并在此基礎(chǔ)上依據(jù)材料的屬性,對(duì)工件總體做出相應(yīng)的判斷,這些都是為了在設(shè)計(jì)過(guò)程中預(yù)知未來(lái)零件的真實(shí)狀況,從而起到預(yù)防和提前校正的目的。
上面只是就受力方面的分析做了一個(gè)解釋,其實(shí)有限元能做的分析遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只這些,受力分析只是其中的一個(gè)基本功能,也是用的十分頻繁的一個(gè)功能,單單一個(gè)受力分析就包含了好幾種:拉壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力,以及抗疲勞強(qiáng)度等,其實(shí)在機(jī)械加工與制造過(guò)程中,這個(gè)應(yīng)力也更常用的一個(gè)功能,因此也相對(duì)更容易出問(wèn)題,做設(shè)計(jì)的時(shí)候需要提高注意力。
另一個(gè)用的比較多的就是超聲波,這在模具制作過(guò)程中會(huì)用到,因?yàn)檫@模具是裝在高頻震動(dòng)器上面的,需要保持模具和振子頻率完全匹配,模具才能經(jīng)久耐用。
這兩者的匹配比較復(fù)雜,因?yàn)檎褡邮怯泄逃蓄l率的,而模具又有形狀和重量的限制,也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)固有頻率,這時(shí)候,只有通過(guò)修理才能達(dá)到匹配的目標(biāo),但如果使用了有限元,則可以預(yù)算出形狀大小和頻率,在圖上修掉,從而依圖加工出來(lái)就很容易匹配得上了。
一般來(lái)說(shuō)國(guó)外的習(xí)慣都是先分析,再出圖,進(jìn)行加工超聲波模具,咱們國(guó)內(nèi)的喜歡就不太一樣,幾乎所有的加工人員和設(shè)計(jì)人員,很少知道SolidWorks軟件的有限元分析功能,一般都是憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)修模具、測(cè)重量、預(yù)留修的空間,這樣雖然有點(diǎn)麻煩,但還是可以實(shí)現(xiàn)的,但有時(shí)模具無(wú)故震裂了,還可能會(huì)一而再,再而三的裂,有時(shí)候還找不到問(wèn)題所在,尤其是在國(guó)產(chǎn)的模具配國(guó)外進(jìn)口的振子時(shí),尤其難搞。
除此之外,有限元還能分析熱漲冷縮量、自由跌落、壓力容器、磁通量等,用法也比較簡(jiǎn)單,可以查看幫助,里面有很詳細(xì)的解說(shuō),主要還是得先理解了真實(shí)的計(jì)算方法,有一個(gè)真實(shí)計(jì)算的結(jié)果,然后分析了才會(huì)判斷,要不然分析的對(duì)與錯(cuò),你也不知道,分析就失去了意義。
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