机械结构分析是有限元分析方法最常用的一个应用领域。结构这个术语是一个广义的概念,它包括土木工程结构,如桥梁和建筑物;汽车结构,如车身骨架;海洋结构,如船舶结构;航空结构,如飞机机身等;同时还包括机械零部件,如活塞,传动轴等等。
用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。静力分析包括线性和非线性分析。而非线性分析涉及塑性,应力刚化,大变形,大应变,超弹性,接触面和蠕变。
是用来确定惯性(质量效应)和阻尼起着重要作用时结构或构件动力学特性的技术。用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。
用来分析结构在给定静力载荷作用下的响应。一般情况下,比较关注的往往是结构的位移、约束反力、应力以及应变等参数。对于机械而言,静力学分析通常包括:强度分析,刚度分析和稳定性分析几块,而其中以强度分析和刚度分析最重要。
1、模态分析:分析结构的固有频率和振型
2、谐响应分析:结构在随时间呈正弦规律载荷下的响应分析
3、谱分析:结构在冲击响应谱作用下的响应分析
4、PSD分析: 结构在随机振动载荷下的响应
5、瞬态动力学分析:在任意动态载荷下的响应
6、断裂分析
机械零件,如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等,在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化,这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力(也称循环应力)。在交变应力的作用下,虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点,但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。
通过CFD数值模拟,我们可以得到极其复杂问题的流场内各个位置上的基本物理量(如速度、压力、温度、浓度等)的分布,以及这些物理量随时间的变化情况,确定旋涡分布特性、空化特性及脱流区等。还可据此算出相关的其他物理星,如旋转式流体机械的转矩、水力损失和效率等。