有限元計算邊界條件的選取.ppt

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有限元計算邊界條件的選取,元計算科技發(fā)展有限公司,有限元計算邊界條件的選取,眾所周知，用有限元對結(jié)構(gòu)進行計算分析時，邊界條件的施加致關(guān)重要。施加什么樣的邊界條件，就有什么樣的計算結(jié)果，邊界條件不同計算結(jié)果也不同。有限元結(jié)構(gòu)分析時，計算結(jié)果只對邊界條件負責，只要所選的邊界條件滿足有限元平衡方程求解要求，就能得到正確結(jié)果。例如：在施加邊界條件時，限制了結(jié)構(gòu)的剛體移動和轉(zhuǎn)動，滿足了有限元求解的必要條件，就可得到對應(yīng)于該邊界條件的正確結(jié)果。但是，作為工程結(jié)構(gòu)分析這是不夠的，還必須滿足充分條件，即符合工程實際情況的邊界條件。例如：分析一個在壓力作用下桌子的變形，邊界條件可以取在桌面的4個角點處，只要施加得正確，就可以得到結(jié)果。但是，這樣處理沒有滿足充分條件，不是實際受力的結(jié)果。實際受力的結(jié)果應(yīng)該將邊界條件施加在桌子4個腿的接地處。因此，評價計算結(jié)果是否可用于工程，還必須檢查是否滿了這個充分條件，只有滿足了充分條件，有限元計算結(jié)果方可用于工程。,接觸結(jié)構(gòu)邊界條件的選取,有限元計算分析邊界條件施加位置，根據(jù)圣維南原理應(yīng)該盡量遠離強度分析部位，避免邊界條件對計算結(jié)果的影響。但是對某些結(jié)構(gòu)分析，邊界條件施加在接觸部位是不可避免的。如果重點考察部位不在接觸處，施加邊界條件比較好辦；如果重點考察部位在接觸處，就值得研究了。對于接觸結(jié)構(gòu)，施加邊界條件可有三種方案選擇：按接觸問題處理、按接觸點對位移協(xié)調(diào)、接觸結(jié)構(gòu)其中之一按剛體處理。,接觸結(jié)構(gòu)邊界條件的選取,（1）按接觸問題處理，某些軟件程序有：點-點接觸問題、點-面接觸問題、面-面接觸問題等；（2）按接觸點對位移協(xié)調(diào)處理，可根據(jù)實際情況采用：法向位移協(xié)調(diào)、切向位移協(xié)調(diào)、三向位移協(xié)調(diào)等；（3）接觸結(jié)構(gòu)中，一個按剛體處理，另一個按變形體處理。一個方案，將剛體用均布載荷取代，這個剛體在計算時可不考慮；另一個方案，在剛體和變形體之間用自由度耦合處理。計算分析時，究竟應(yīng)該選擇哪種方案，取決于具體情況。,熱力分析時結(jié)構(gòu)的邊界條件,這種邊界條件很少有人提到，只在熱變形分析時，有這種邊界條件，也是一種很重要的邊界條件。有些彈性體本來處于自由膨脹的狀態(tài)，為了求解需要施加了邊界條件。但是一定要注意，這個邊界條件不能任意約束，如果不小心，則要產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中現(xiàn)象。,Thanks！,