第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第六 计算机辅助 工程 分析 机械 CADCAM 技术 课件
- 资源描述:
-
1、2022-11-7第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术第六章计算机辅助工程第六章计算机辅助工程分析分析_机械机械CAD_CAM技技术术第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术6.1有限元有限元(Finite Element Method)有限元方法基本思路:将连续体离散为有限个单元,单元间用节点相连,将受力等效到节点上,根据受力平衡条件建立方程,将所有单元重新组合,连立方程,并求解,这样的方法称为有限元。第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术力学分析方法类型:1、解析法:根据数学方法,分析计算典型的受力情况,并得出经典的理论解,该方法只能用于计算受力、结构都比较简单,能用数学
2、方法进行求解的简单而典型物理问题。2、数值计算方法:采用数值计算原理和方法,将复杂的物理问题简化为简单的问题,使用计算机进行求解,该方法可以应用于结构、受力等复杂,又无法用经典的数学物理方法进行求解的物理问题。有限单元方法和有限差分方法为两个工程上最为常用的数值计算方法,本教材简单介绍有限单元方法。有限单元方法采用的单元类型有很多,根据不同的物理问题可以分为图6.2所示的集中常用单元类型:第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术一、弹性力学的基本知识:1、常用物理量(1)外力:分集中力(N)、线载荷(N/m)、面载荷(N/m2)和体积力(N/m3
3、)(2)应力:分正应力和剪应力,单位:N/m2,见图6.3第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术(3)应变:分正应变(单位长度的变形量)和剪应变(变形前后的线或面之间的夹角变化量),见图6.4(4)位移:在力或温差等载荷作用下,物体内点的位置变化,分正位移和角位移。第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术2、力学方程(1)应变与位移间的关系(几何方程):应变写成阵列形式:第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术(2)应力应变关系(物理方程):写成矩阵形式:第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术二、有限元方法应用举例:如图所示:等截
4、面直杆,上端固定,下端自由,设杆的截面积A,长为L,单位杆长的重力q,试采用有限元方法计算杆中各点的位移。1、将杆离散化有限个杆单元(图6.6a)第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术2、计算单元中任意位置的位移取三个单元中任一单元,e为单元号,i,j为节点号,建立局部坐标系,假设单元中的位移呈线性分布,那么得到式(6.3)式中系数a1,a2待定。第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术设xi=0时,u=ui,xj=l时,u=uj,代入方程6.3解得系数a1,a2或写成:第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术将系数a1,a2代回公式6.3,记f=u,得到:设:N=(Ni,Nj)
5、=,称为形状函数,因为函数只与l、与I点的距离有关。e=ui 可以得到:uj f=N e (6.4)3、等效节点载荷 根据力学上的虚功原理,将单元载荷等效到单元的节点i,j上。第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术计算得到的各单元的节点载荷分别为:(计算过程省略)(6.5)第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术4、建立单元刚度矩阵(1)应变与位移之间关系:几何方程:=du/dx,代入公式6.4,得到:(6.6)(2)应力与位移之间关系:物理方程:=E,代入公式6.6,得到:(6.7)第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术(3)建立力与位移之间关系:由虚功原理得到力与位移之间关
6、系:(6.8)式中K为单元刚度矩阵,将公式(6.6)和(6.7)中的系数代入公式(6.8)得到:(6.9)第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术5、建立总刚度矩阵对于单元2、3,同理建立(6.8)类型的方程根据节点的力平衡,得到:第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术整理上面公式,得到整个问题的刚度矩阵:记:第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术可以得到:6.12式中:K-总体刚度矩阵 -总体节点位易矩阵 F-总体节点载荷矩阵第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术计算各矩阵中的系数,得到:加入边界条件:u1=0,方程变成:求解方程第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM
7、技术三、有限元方法的基本算法与步骤第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术1、单元划分:将一个连续体分割离散成许多个一定大小的单元,并将单元和节点进行编号。2、单元特征分析以节点位移为未知量,设一个单元位移函数(以节点位移表示单元位移)。3、建立单元刚度矩阵使用几何方程以节点位移表示单元应变使用物理方程以节点位移表示单元应力使用虚功方程以节点位移表示节点力,建立单元刚度矩阵4、建立总刚度矩阵通过各单元刚度矩阵形成总刚度矩阵第六章计算机辅助工程分析机械CADCAM技术5、建立载荷矩阵通过节点的力平衡方程,建立节点力矩阵,从而得到以节点位移为未知数的,总刚度矩阵为系数的线性代数方程。6、边界条
展开阅读全文