用计算机模拟受力分析,科学网—CAE仿真分析应用之机械领域——元计算pFEPG

机械领域应用案例：

1、轴承强度分析

北京轴承厂与梁国平教授合作，采用独特的Lagrange乘子模拟接触力的DDA算法，成功地模拟了轴承的受力状况。此问题为一个复杂的非线性边界多体接触问题。

2、水轮机叶轮的受力分析模拟

水轮机叶轮的受力分析模拟，此算例采用三维五面体单元成功模拟了空间造型复杂的叶轮应力分布等问题

3、大变形平板透缝结构设计一个金属结构，其上设有6条贯穿厚度的透缝，初始为平板形状，受压面一侧有不透气薄膜贴合。周边被固定约束。在逐步增加的侧向均布面载荷(准静态)作用下，结构不断产生挠曲变形，直至结构达到拉伸失稳条件而失去继续承载的能力。

金属结构变形平板透缝结构最大主应力云图

4、压力容器分析设计系统

压力容器分析设计系统是面向容器设计单位开发的专用CAE软件，它针对压力容器结构特点设计了各种轴对称部件和三维部件的分析程序。该系统于2000年通过了全国压力容器标准技术委员会(CNSCPV)的认证。已拥有许多用户，如金陵石化、西南化工、广州石化、镇海炼化等均已购置本软件，优化了产品设计，降低了产品成本。

系统特点

最大特点就是无须建模，包括：物理建模(产生数学物理方程)、数学建模(形成有限元方程，并生成算法程序)、几何建模(产生实体造形，并形成有限元网格)等三大建模过程，均无须用户自己建立。

丰富的部件库，储有各种常用部件

按照JB4732-95标准计算容器壁厚

自动建立模型，自动剖分网格

有限元机械应力、热应力、温度场计算

任意路径的应力线性化、应力分类

自动打印分析设计报告

丰富灵活的图形显示

从材料库中自动筛选可用材料

5、鼓风机叶轮高速旋转强度分析利用pFEPG求取了风机叶轮在旋转速度载荷下的变形、单元应力分布和最大应力，验证了风机叶轮的设计及焊接工艺要求满足现场使用。证明了高速旋转的结构复杂的结构，有限元数值计算方法是一种方便且有效的方法。

6、三通管道压力作用下强度分析

管材塑性加工是用管材作毛坯，通过塑性加工手段，制造管材零件的一种先进的加工技术。管材塑性加工由于容易满足塑性成形产品轻量化、强韧化和低耗高效、精确制造等方面的要求，已成为先进塑性加工技术面向21世纪研究与发展的一个重要方向。管材胀形研究也成为目前管材塑性加工领域的研究热点之一。针对三通管液压胀形难题，通过pFEPG软件建立了液压胀形有限元数值模拟模型，结合三通管液压胀形的各种工况，对三通管液压胀形过程进行有限元数值模拟，研究了胀形方法及工艺参数对应力、应变、变形量、壁厚减薄的影响，为三通管液压胀形工艺参数优化和过程控制提供可靠的理论依据。

7、汽车与机械结构动力学拓扑优化方法及其应用研究

结构拓扑优化设计方法是近几年发展起来的新方法，并取得了瞩目的进展。通过pFEPG对汽车与机械结构的动力学优化设计问题进行分析，研究了静载荷和窄带随机载荷作用下结构的动力学拓扑优化准则。并通过对宽带随机载荷激励下结构动响应和灵敏度的推导，初步探索了宽带随机载荷激励下的双方}句结构渐进优化(BESO)优化准则及算法。

货车车架的结构拓扑优化设计汽车车架结构的拓扑优化设计

8、考虑位移要求的大型三维连续体结构拓扑优化方法

a.柱和牛腿构件组成的组合结构的钢筋骨架拓扑优化设计

b.一端面固支的短悬臂梁结构拓扑优化设计

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