有限元分析的主要目的是检查结构对一定载荷条件的响应,因此在分析中指定合适的载荷条件是关键。
荷载的简化
复杂的结构在划分网格和进行有限元求解时,往往由于结构庞大而花费计算机的机时,或造成计算机内存不足、运行迟缓,严重时得不出正确的结论。故在实际工作中,往往利用结构上的特点对结构及载荷进行简化。
(1)结构对称与反对称情形。结构对称包括结构对称和载荷对称,研究这类问题时可以只取对称面的某一部分进行分析。
(2)轴对称情形。如果弹性体的几何形状对称于某一轴,这种弹性体称为轴多处体,如果这种结构所受的外载荷和外边界条件也沿此轴对称,则称此结构为轴对称结构。对于此类结构只取通过轴线的任一截面作为研究对象,简化计算。
(3)周期对称结构问题。如果结构绕其轴旋转一个角度后,结果与旋转前完全相同,则这类结构称为周期对称结构,从结构中取出任意夹角的部分都可以称为结构的基本扇区。对于此类问题,可取其中一个基本扇区进行建模分析
NFX支持静荷载、动荷载、热荷载、流体荷载
静荷载选项中包含了重力、旋转力、力、力矩、扭矩、压力、位移、远程载荷、轴承载荷、节点温度、随从力、螺栓载荷、梁载荷等。
动载荷选项中包含了初始速度、时间依存节点力、时间依存节点位移、时间依存节点速度、时间依存节点加速度、频率载荷、反应谱等。
热载荷选项中包括热载荷和瞬态热载荷,其选项中分别包含了指定温度、热流、对流、辐射、腔辐射、热源、传感器等。
流体载荷选项中包含了速度、压力、温度、热流、网格变形等
midas NFX加载技巧
图为一个十字筋板形式的座,座上面可以放置电机、减速器、制动器之类的装置,对于此种情况可以施加面荷载于盖板上,但是结果往往造成盖板的应力、变形过大,实际上该结构主要由十字筋板承受并传递荷载,因此可将荷载简化施加到十字筋板的上边缘
堆取料机悬臂梁上布置托辊,托辊支撑皮带,带动物料,此时载荷是托辊、皮带加物料作用在托辊与主结构连接处。按照点荷载施加,首先要找到托辊的位置,如果托辊的位置处并没有节点,就需要对模型进行处理来实现网格划分后托辊处存在节点,增加了很大的工作量。因为悬臂梁较长且托辊沿梁长方向均匀分布同时数量较多,所以将上述点荷载以线荷载的形式施加到主结构上对结果的影响并不大,反而简化了载荷的施加过程,并且不需要对模型进行处理。