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设计建模
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常见的结构设计分析软件(5)

时间:2013-07-22 12:29:57   作者:本站编辑   来源:绿建之窗   阅读:10202  
内容摘要:PKPM最早这个软件只有两个模块,PK(排架框架设计)、PMCAD(平面辅助设计),因此合称PKPM。现在这两个模块依然还在,功能大大加强,更加入了大量功能更强大的模块,但是软件名称却不改了还是PKPM。在建筑工程的工程量统计和钢筋统计上,软件可以接力PKPM设计软件数据...

       在一个统一的集成环境中进行建模,修改,分析,设计优化,并查看结果

       采用平面,立面和自定义视平面进行功能强大的3D建模

       开始时有多种自动模板来适应不同类型的建筑

       面向对象的实体单元建模,允许采用较大的单元而不需要在每个节点都进行划分

       强大的类似CAD的编辑特点

       任何时候均可以改变使用的单位制

       完全集成的截面设计工具允许定义复杂的截面

       具有最新的静力、动力、线性和非线性分析技术

       采用美国、加拿大、欧洲和中国规范进行完全交互式钢及混凝土框架设计

       采用美国、加拿大、欧洲和中国规范进行完全交互式组合梁设计

       采用美国、加拿大、欧洲和中国规范进行完全交 式剪力墙设计

       屏幕直接显示分析与设计结果

       动画显示变形、振型、应力轮廓、时间关系曲线等结果

       导入、导出模型到通用文件格式

 

ANSYS FE_SAFE

       在中国,由于疲劳耐久性与可靠性不过关造成的产品问题更是普遍存在,是国产产品缺乏国际竞争力的最重要因素之一。国际上,每年因结构疲劳的R因,大量产品在其有效寿命期内报废,由于疲劳破坏而造成的恶性事故也时有出现。据统计,欧洲每年早期断裂造成的损失达800亿欧元,而美国每年早期断裂造成的损失达1190亿美元,其中95%是由于疲劳引起的断裂。而通过应用疲劳耐久性分析技术,其中的50%是可以避免的,因此许多企业将疲劳耐久性定为产品质量控制的重要指标。

       在传统的设计过程中,设计人员在概念或详细设计阶段通常使用简单而不真实的计算来估计产品的寿命,而对这些估计寿命的验证通常是通过一定量物理样机的耐久试验得到,不但试验周a长、耗资巨大,而且许多相关参数与失效的定量关系也不可能在试验中得出,试验结论还可能受许多偶然因素的影响。因此对于产品疲劳寿命的仿真分析方法越来越受到产品设计人员的关注。

       ANSYS FE-SAFE是美国ANSYS公司与英国安全技术公司(SAFE TECHNOLOGY LIMITED)紧密合作的产品,是进行结构疲劳耐久性分析的专用软件。在软件开发过程中,每年投资数百万美元用于研发,并进行了大量的材料参数实验和实际结构件的试验验证。

       在产品设计阶段使用ANSYS FE-SAFE,可在物理样机制造之前进行疲劳分析和优化设计,真实地预测产品的寿命,实现等寿命周期设计。设计阶段的耐久性分析可以显著缩短产品推向市场的时间1提高产品可靠性,极大地降低制造物理样机和进行耐久性试验所带来的巨额研发费用。ANSYS FE-SAFE耐久性分析技术可广1应用于从空间站、飞机发动机到汽车、火车;从空调、洗衣机等家电产品到电子通讯系统;从舰船到石化设备;从内燃机、核能、电站设备到通用机械等各个领域。

疲劳破坏的概念

       当材料或结构受到多次重复变化的载荷作用后,在应力值虽然始终没有超过材料的强度极限,甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏。这种在交变载荷持续作用下材料或结构的破坏现象,就叫做疲劳破坏。

疲劳破坏的特征

       材料力学是根据静力试验来确定材料的机械性能(比如弹性极限、屈服极限、强度极限)的,这些机械性能没有充分反映材料在交变载荷作用下的特性。因此,在交变载荷作用下工作的零件和构件,如果还是按静载荷去设计,在使用过程中往往就会发生突如其来的破坏。

疲劳破坏与传统静力破坏的本质区别

       静力破坏是一次最大载荷作用下的破坏;疲劳破坏是多次反复载荷作用下产生的破坏,它不是短期内发生的。当静应力小于屈服极限或强度极限时,不会发生静力破坏;而交变应力在远小于静强度极限,甚至小于屈服极限的情况下,疲劳破坏就可能发生。

静力破坏通常有明显的塑性变形产生;疲劳破坏通:没有外在宏观的显著塑性变形迹象,即便是塑性良好的金属,其疲劳破坏形式也象脆性破坏一样,事先不易觉察出来,这表明疲劳破坏具有更大的危险性。

       在静力破坏的断口上,通常只呈现粗粒状或纤维状特征;而在疲劳破坏的断口上,总是呈现两个区域特征,一部分是平滑的,另一部分是粗粒状或纤维状。因为疲劳破坏p,首先在某一点(通常接近构件表面)产生微小的裂纹,其起点叫"疲劳源",而裂纹从疲劳源开始,逐渐向四周扩展。由于反复变形,裂开的两个面时而挤紧,时而松开,这样反复摩擦,形成一个平滑区域。在交变载荷继续作用下,裂纹逐渐扩展,承载面积逐渐减少,当减少到材料或构件的静强度不足时,就会在某一载荷作用下突然断裂,其断裂面呈粗粒状或纤维状。

       静力破坏的抗力主要取决于材料本身;而疲劳破坏的抗力与材料的组成、构件的形状或尺寸、表面加工状况、使用条件以及外部工作环境都有关系。

ANSYS FE-SAFE概述

       ANSYS FE-SAFE由用户界面、材料数据库管理系统、疲劳分析程序和信号处理程序组成。ANSYS FE-SAFE读取有限元分析计算出的单位载荷或实际工作载荷下的弹性应力,然后根据实际载荷工况和交变载荷形式将结果比例迭加以产生工作应力时间历程;也可换算成特定类型载荷作用下的弹塑性应力。

材料数据库管理系统

       ANSYS FE-SAFE提供了一个全面的材料疲劳特性数据库和数据库管理系统,含有上百种常用的钢、铝合金材料的疲劳数据,用户也可以根据需要扩充和修改该数据库。

       用户可以查讯数据库,如列出所有的铝合金,也可以输入新材料。

       如果有主数据库和用户本地数据库,这两个数据库都可以访问;系统管理员可以将主数据库设定为只读,以防止用户对主数据库的数据进行修改。


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