"运用 HyperMesh 软件对拉杆进行有限元分析"
本文将详细介绍如何使用HyperMesh软件进行拉杆的有限元分析,包括问题描述、单元选择、模型创建过程以及几何模型的编辑等关键步骤。
1.1 问题描述
拉杆结构问题涉及到一个具有特定尺寸的杆件,其主要参数如下:
- D1(内径)= 5mm
- D2(外径)= 15mm
- 长度 L0 = 50mm
- L1 = 60mm
- L2 = 110mm
- 圆角半径 R = (未提供具体数值)
- 拉力 P = 4500N
目标是计算在给定拉力下的应力分布和变形情况。
1.2 有限元分析单元选择
选用三维实体单元SOLID185作为基本分析单元,它适合处理复杂形状的实体结构,并能准确模拟材料的应力应变行为。
1.3 模型创建过程
1.3.1 CAD模型创建
使用ProE软件构建拉杆的三维几何模型,完成后导出为IGES格式文件,便于导入HyperMesh。
1.3.2 CAE模型创建
- 启动HyperMesh并选择OptiStruct模板,打开主界面。
- 导入CAD模型(lagan.igs),在“File”菜单中选择“Import”,选择“Import Geometry”,导入模型。
- 进行几何模型编辑,通常为了减少计算量,可选取1/8模型并进行镜像操作。首先执行曲面形体实体化,选择所有表面并创建实体。接着创建临时节点,用于划分网格。最后,显示节点编号以便于后续操作。
1.4 材料属性与边界条件设定
- 定义单元类型(ET,1,SOLID185)并设置关键选项(KEYOPT,1,2,1)。
- 设置材料参数,如弹性模量(MPDATA,EX,1,,2e11)、泊松比(MPDATA,PRXY,1,,0.3)和密度(MP,DENS,1,7800)。
- 应用边界条件,此处为轴向对称约束,即在拉杆的纵向对称中心平面上施加约束。
1.5 网格划分与求解设置
- 根据拉杆的几何特征和分析需求,划分合适的网格大小。
- 在HyperMesh中设置求解器参数,包括时间步长、求解类型等。
- 运行求解器进行计算,得到应力和变形结果。
通过以上步骤,我们可以利用HyperMesh软件对拉杆进行详尽的有限元分析,从而获取在拉力作用下的结构响应,这对于评估拉杆的强度和稳定性至关重要。此过程不仅涉及几何建模、单元选择、材料属性设置,还涵盖了网格划分和求解设置等多个方面,是进行结构分析的基础工作。