“复杂装配结构的非线性有限元计算技术”高级培训

模块

主要内容

一、装配体分析基础—接触分析理论与方法

1、概述 

2、接触面与目标面

3、接触作用模式 

4、接触算法

5、对称与非对称接触

6、修剪接触

7、接触探测                         

8、穿透容差和弹性滑移容差

9、 约束类型

10、接触刚度

11、时间步控制

12、球形域

13、接触界面处理 

14、接触面和目标面几何修正

15、初始接触状态调整

16、计算后接触状态的评估

17、摩擦接触

18、虚拟螺纹生成方法

19、接触关键设置总结

工程实例-1：螺栓预紧钢管的非线性接触分析

二、装配体分析基础—

非线性有限元技术

1、结构非线性概述 

2、材料非线性

3、几何非线性                      

4、非线性控制方程求解的基本原理

5、载荷步/子步/平衡迭代步 

6、收敛准则

7、Ansys workbench非线性计算设置技巧

工程范例-1：点焊连接结构的非线性分析

三、螺栓连接结构

建模方法与

有限元分析技巧

1、螺栓连接结构的建模方法

1.1真实建模

1.2无螺栓等效载荷法

1.3螺栓耦合模拟法

1.4螺栓混合建模法

1.5实体建模方法

2、螺栓预紧载荷

3、螺栓预紧单元

4、螺栓预紧力的施加方法

5、螺栓预紧力施加注意事项

6、螺栓后处理工具——Bolt Tool

工程实例-1：法兰螺栓连接结构的无螺栓、绑定接触分析计算实例

工程实例-2：法兰螺栓连接结构采用梁单元模拟螺栓进行结构分析的方法

工程实例-3：法兰螺栓连接结构采用实体单元模拟螺栓进行结构分析的方法

工程实例-4：法兰螺栓连接结构采用joint施加螺栓预紧载荷的分析方法

工程实例-5：法兰考虑螺纹细节的螺栓连接结构有限元计算

四、焊接过程温度场

有限元分析

1、常见焊接工艺的技术参数                

2、焊接传热基本定律

2.1热传导 

2.2热对流

2.3热辐射

3、非线性瞬态温度场传热的有限元分析     

4、焊接传热计算的材料参数

5、焊接传热的边界条件及其原理          

6、焊接传热模拟的网格设置要求

7、焊接瞬态温度场计算的时间步长设置要求

8、单元生死技术                 

9、移动热源+单元生死技术模拟分层焊接

10、移动热源模型的分类

10.1高斯表面热源模型

10.2均匀热源模型

10.3双椭球热源模型

10.4组合热源模型

11、Moving_Heat_Flux插件

工程实例-1：多道焊缝钢板焊接温度场模拟

工程实例-2：基于移动热源+单元生死技术的对接接头分层焊接过程温度场模拟

五、焊接过程热应力有限元计算

1、概述 

2、结构材料本构模型

3、结构材料非线性

3.1屈服准则

3.2流动准则

4、非线性瞬态结构响应的有限元分析  

5、焊接热应力计算的材料参数

6、焊接热应力计算的边界条件        

7、焊接热应力计算的网格设置要求

8、焊接瞬态热应力响应计算的时间步长设置要求

9、焊接残余应力分析与计算          

10、焊接残余应变分析与计算

工程实例-1：桥梁钢箱梁U肋焊接过程热应力与焊后残余应力计算

六、过盈配合结构

有限元计算

1、过盈配合工艺                    

2、过盈配合计算公式

3、基于有限元方法过盈配合计算原理

4、过盈配合计算中主要参数及其关系

工程实例-1：结构冷装配过盈配合模拟

工程实例-2：结构热装配过盈配合模拟

工程实例-3：工程压入法过盈装配模拟

工程实例-4：基于优化方法的最优过盈量分析

七、粘接连接结构

有限元分析

1、粘接连接结构仿真方法概述

2、粘接连接结构的界面失效原理

3、内聚力模型的力学原理

4、内聚力模型的软件操作设置与应用技巧

工程实例-1：粘接L板材的界面开裂仿真分析

八、铰接连接结构的

有限元分析

1、连接副的概念                    

2、常用连接副的力学原理

3、常用连接副的操作设置与应用技巧

4、刚柔耦合动力学仿真原理          

5、刚柔耦合动力学仿真关键技术

工程实例-1：基于刚柔耦合动力学的连杆机构动力学仿真

九、复杂装配体传热与热应力计算

1、概述                            

2、热接触设置原理

3、热接触Ansys软件操作与应用技巧

工程实例-1：螺栓连接钢结构梁柱构件的火灾热应力分析

十、装配体结构摩擦生热过程仿真分析

1、库伦摩擦模型理论与适用性

2、多物理场耦合单元设置及网格适应性

3、材料热力学参数设置              

4、摩擦生热仿真流程详解与操作技巧

工程实例-1：制动片摩擦生热过程仿真

十一、装配体摩擦磨损仿真分析

1、接触磨损简介                   

2、Archard磨损模型物理意义详解

3、磨损体积量提取方法               

4、磨损问题仿真流程详解与操作技巧

工程实例-1：齿轮接触磨损分析

十二、装配体密封分析

1、法兰垫片密封

2、高压密封

3、垫片材料模型-Gasket模型       

4、垫片几何模型的网格划分方法与技巧

5、基于ASEM规范的密封效果评定     

6、基于GB150的密封效果评定

7、基于欧盟EN13445-3标准的密封效果评定

工程实例-1：法兰连接压力容器的垫片密封分析与效果评定

工程实例-2：压力容器橡胶密封过程模拟与密封效果评定

十三、螺栓、焊接连接  结构与过盈装配

结构模态分析

1、模态分析简介

2、模态计算理论

3、固有频率与模态振型

4、参与系数，有效质量

5、模态提取方法 

6、模态计算中接触设置

7、模态计算设置                    

8、有应力结构的模态分析方法

9、非线性模态及其求解方法（线性摄动法）

工程实例-1：考虑螺栓预紧力的结构模态分析

工程实例-2：考虑焊接残余应力的门型钢结构的模态分析

工程实例-3：过盈配合转子的模态与临界转速分析

十四、螺栓、焊接连接结构动力响应计算

1、概述                        

2、基于瞬态动力学方法的动力响应计算

3、基于响应谱的动力响应计算

工程实例-1：考虑螺栓预紧力的螺栓连接结构动力响应计算

工程实例-2：考虑焊接残余应力的焊接门型框架结构的瞬态动力响应计算