基于COSMOS／Works的构件有限元分析和网格划分的探讨.pdfVIP

2008年3月 矿业科学技术 第36卷 第1期 基于COSMOS／Works的构件有限元 分析和网格划分的探讨 刘 松 (安徽理工大学机械工程学院，安徽 淮南 232001) 摘 要：介绍了COSMOS／Works软件的有限元分析功能在结构静强度、刚度和安全系数等计算上的具体运 用，并对网络格划分问题进行了探讨。运用C0SM0S／works软件可以方便、快速、准确地对工程构件进行有 限元分析，使工程设计人员从繁琐而又容易出现错误的强度与刚度计算中解脱出来。通过COSMOS／Works 软件对构件的有限元分析结果可知，其运算结果与理论设计计算结果基本相符，其运算结果的精确度取决于 有限元网格划分的精度。经过对比计算发现，其理论值与运算值还存在着一定的误差，分析结果不收敛。 关键词：c0sM0s／works；有限元分析；应力分析；网格划分 中图分类号：TP391．72 文献标识码：A ‘ 在工程设计中，对构件的强度与刚度计算是一 有限元网格时无需删除某些特征，划分的有限元网 件非常繁琐的工作，而且在计算过程中很容易出现 格是双精度的。FFE技术帮助了有限单元的快速 错误。随着CAD／CAM／CAE技术的发展，出现了 生成，使几何模型可反复修改，修改后网格单元能 很多计算机辅助分析应用软件，使得用计算机来代 很快重新生成。载荷和边界条件能直接指定在 替人工计算成为可能。而且计算机的运算具有高效 SolidWorks实体的几何特征上，并且和几何特征 率、高精度、不易出错的优点。 有相关性。载荷和边界条件的指定能智能地识别实 体模型的几何形状和自动指定合适的约束条件，如 1 COSM0S／Works软件的特点 分布压力可指定在圆柱面和球面上。对载荷和边界 COSMOS／Works就是众多的CAE软件中的 条件，可进行拖动放置操作。 一 种。COSMOS／Works是与SolidWorks无缝集 COSMOS／Works还能够进行装配体的分析。 成的快速有限元分析软件。它为机械设计工程师在 传统的方法是将装配体分离成多个零件，每个零件 SolidWorks的环境下，提供比较完整的分析手段。 单独分析。因此对于装配体分析需拆散装配体、人 凭借先进的快速有限元技术(FFE)，工程师能非常 工计算每个零件所受的约束反力，然后分析各个零 迅速地实现对大规模的复杂设计的分析和验证，并 件。而新的方法是直接对装配体分析，整体地划分 且获得修正和优化设计所需的必要信息。分析的模 单元网格，只需在装配体上指定整体载荷和边界条 型和结果与SolidWorks共享一个数据库，计算结 件，可赋予各个零件不同的材料性质，并一次进行 果也可以直观地显示在SolidWorks精确的设计模 求解。用这样的方法，容易定义问题，快速分析装配 型上。直观地管理分析任务、载荷、边界条件、有限 体，并获得精确的分析结果。 元网格和计算结果等数据，直观地列入图形化的树 COSMOS／Works具有直观的分析管理。CO— 形分析管理器中。SolidWorks特征管理器相同，分 SMOS／Works的分析任务、载荷、边界条件、有限 析管理中的分析特征可以编辑，支持拖动放置的操 元网格和计算结果等数据，直观地列入图形化的树 作方式。分析的过程既可以用SolidWorks的下拉 形分析管理器中(见图1)。与SolidWor