文献综述
一、ANSYS有限元分析研究现状
有限元分析法是基于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法,它将较简单的问题代替复杂问题以求解,人们最早在上世纪50年代提出了这一有效的数值分析方法[[1]]。
ANSYS是一种应用广泛的通用有限元工程分析软件。目前,ANSYS已经广泛运用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防、军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等工业及科学领域。ANSYS软件含有多种分析能力,包括简单线性静态分析和复杂非线性动态分析。可用来求结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题的解。它包含了预处理、解题程序以及后处理和优化等模块,将有限元分析、计算机图形学和优化技术结构相结合,已成为解决现代工程学问题必不可少的有力工具[[2]]。
由于其使用方便,功能强大,国内外学者利用它对许多机械零件进行了有限元分析。
雷镭[[3]]等运用ANSYS的二次开发工具ADPL语言对直齿轮的渐开线曲面进行建模,将生成的一对齿轮进行标准安装,得到ANSYS中的二维模型,继而划分网格生成节点和单元,最后使用牛顿——拉普森平衡迭代算法求解直齿轮接触应力,证明理论建模分析、计算仿真结果与实验结果一致,仿真分析是齿轮结构设计的必然趋势。
张瑾[[4]]等通过SolidWorks与ANSYS的接口将阶梯轴的模型导入ANSYS中进行有限元分析,计算了轴的强度,并在模型上创造辅助点以施加弯扭载荷,最终发现在轴颈较细的键槽处等效应力最大,且在轴上尺寸突变处变形最大。
杨红义[[5]]等基于ANSYS对汽车起重机吊臂参数化建模,使用Block Lanczos法对吊臂模态进行分析计算,给出了吊臂有限元模型的模态振型和频率,分析其对整体吊臂的影响。
舒彪[[6]]等采用UG、HyperMesh和ANSYS三者结合,用UG建立齿轮轴的几何模型,用HyperMesh建立有限元模型,最后用ANSYS进行模态分析,用Block Lanczos法求解齿轮轴的固有频率和振型。同时舒彪等也分析了该方法下存在的误差,其中包括建模时对倒角和键槽简化处理和将连续的振动系统化为离散振动系统,但有限元分析结果仍与实验结果很接近,这也证明了有限元分析法的正确性。
