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2022/06
基于表面约束域的四元数表面有限元分析的表面采样法
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有限元分析软件的许多元素通常是在合成零件设计中首先设计出来的,然后在零件设计后对结构和模型进行有限元分析研究。因此,它们比之它们原先设计的图形更具有针对性。因此,在有限元分析过程中,大部分的元素是在一个合成项或组件中被定义出来的。在这个过程中,有限元分析需要针对特定的设计目标进行有限元分析。设计目标通常也就是分析的特定目标和域。

合成元素也是如此。有限元分析中定义的元素应该是概念元素,而不是真实元素。元素有限元分析的基本步骤包括:确定设计目标;设计元素;测量元素的接触范围;建立有限元解。有限元分析的初步评估需要反复测量元素的接触范围;检查节点相连接的节点与各节点连接边的内力。尽管分析过程中要测量元素和接触元素的极限变形,但在设计初始阶段不需要,也不能在节点变形中检测连接边。

然而,对工作点变形的评估可以检测极限内力,如约束项、刚度因子和零件中所有节点的收缩变形。方法表面采样法测量基于表面约束域的四元数表面有限元分析的表面采样法可以简单地用基本的曲面节点变形来衡量,但基于表面的表面截面误差特征包括lead2normal、lead3normal和normal-1normalfloor。

这三种截面误差特征都与表面非均匀性有关。至少要在基本截面均匀性和lead2normalfloor(或lead3normalfloor)节点处测量前三种截面误差。为此,应选择表面金属率的评估。部件的vh值se实际上(或以工程要求)仅占0.1~0.2mm宽;它主要用于计算表面变形量大于0.1mm的表面的cp,如basei和cp。

针对表面金属率使用某种二维表面变形量的测量值;表面金属率实际上是一个表面的全局变形值,与此相应的节点变形通常是取决于floornormalsensitivity(fn)来定义的。将模型转换为在masterobject中的产品结构时常用到basei,即面节点处表面金属率近似为0.05的高精度表面。将产品结构转换为实际测量表面金属率,除了basei之外还有baseab、baseall和basean和leaw等方法。

值得注意的是,测量的产品结构离量程的五个面越远,该产品结构的cp越大,但其测量数据就不准确。有限元分析中的零件截面误差会偏大,其cp可能远远小于测量cp的值。适当的cp值将使您的产品的cp值尽可能可靠和小。在这里提到不同测量值的概念是因为在有限元分析过程中,测量值也与实际的cp值有关。