用好有限元技术重在建模（二）

matnba · 发表于 2010-10-31 16:39:59

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再举一例，货车转8G转向架交叉杆有限元建模。交叉杆定位座部位结构如图4所示，定位座与上下盖板之间用10条焊缝焊接成一体。

图4交叉杆定位座部位结构
建模方案一：认为焊接后，焊缝的作用是将上、下盖板与定位座联成一体，故全部用三维块体元离散，网格如图5所示。
建模方案二：认为上、下盖板与定位座之间只通过10条焊缝传力，故上、下盖板与定位座分别用三维块体元离散，焊缝也用三维块体元离散，网格如图6。

图5 模型一网格图　图6 模型二网格图
如图7、8所示，第一种模型在角焊缝处最大应力为51.4MPa, 第二种模型在同样位置的角焊缝处最大应力为91.7MPa。

图7 模型一结果图图8 模型二结果图
两种模型得到结果截然不同，显然第一种模型不可取，但因建模简单而常被采用，因而为设计埋下了隐患。
从上面水箱晃动问题及交叉杆焊接问题中，尤其可以看出正确建模至关重要。那么，怎样才能创建一个合理的、科学的计算模型呢，作者认为主要有两点：
 厚实的建模经验
 良好的理论素养
良好的理论素养，需要踏实的有限元基本理论。有限元理论基础越踏实，对软件的消化能力越强。
厚实的建模经验，不仅需要个人努力，尤其需要团队(Team)合作与交流，即应当在大量工程实践中反复磨练，也需要主动将计算模型与物理样机试验对比，不断校正计算模型，并总结出建模规律。
千万不要相信有限元软件不过是一部“傻瓜照相机”，使用时只需象按一下按钮那样拖动几下鼠标，一个好的有限元模型就会冒出来那样的广告宣传。

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