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有没有大神做过用材料显微图片做有限元分析的？求做朋友~~~
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刚接触利用扫描电镜图片处理后再导入到ABAQUS中进行拉伸有限元分析,以得应力应变曲线
那么显微图片要如何处理呢？边缘检测之后怎么才能导入到ABAQUS中建模？
QQ图片31.png
你好，我也想做这方面的，请问可否向您请教，能否加个好友，qq：& &谢谢，不胜感激，祝你生活愉快，工作顺利！
您好，请问如何处理呢？
不好意思我没解决 所以我现在不做有限元
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液压机立柱的设计及其有限元分析
    摘要:采用传统设计方法对液压机立柱进行解析计算和强度校核,根据疲劳破坏理论对其进行疲劳强度分析,并采用有限元分析软件ansys进行应力应变分析。现代液压机机架一般采用梁柱组合结构,这种结构加工和装配方便,但是工作时,在巨大的压制力作用下,立柱会产生向内侧的弯曲而变形。作为压机的关键部件立柱起承重、导向作用,并承受高周脉动冲击载荷[1],对整个机器的运行安全至关重要。对于机械零部件设计,传统上一般是以安全系数和许用应力为基础的。设计人员主要根据使用经验来确定,由于缺乏定量的数学基础,设计结果具有明显的不确定性。随着cad、cae技术的发展,精确设计和模拟仿真逐渐成为设计的主流。ansys软件作为一种广泛应用的cae软件,可以运用有限元法对结构进行静力学、动力学、热力学和电磁学等多种分析。通过ansys软件的应用,可以大大缩短零件的设计周期,从而减少设计成本,有利于多种型号产品的开发。1 解析求算1.1 初步设计该机架采用梁柱组合结构,如图1所示,由上、下横梁与4根立柱用螺母连接而成[2]。采用25scy4-1b柱塞泵为动力源,工作压力为32 mpa,工作频率为20次/min,工作寿命为无限寿命。立柱材料选用45号钢,经过调质处理,表面加工方法为精车。当液压活塞工作时,机架立柱受向上拉力作用,由于是对称结构,4根立柱平均承受拉压载荷。其所受拉力f=10.32&103n。螺纹根部所在截面为危险截面,其截面直径为d1,需对其进行校核计算,立柱结构尺寸如图2所示。危险截面所承受拉应力&s=可知&s远小于材料屈服极限,表明对其进行静力校核是安全的。由于立柱承受高周冲击载荷作用,且工作寿命为无限寿命,因此需对其进行疲劳校核。1.2 无限寿命疲劳设计一般把寿命高于105次的疲劳,称为高周疲劳[3],高周疲劳通常发生在弹性变形范围内,可以采用常规疲劳设计方法。常规疲劳设计方法需假设零部件没有初始裂纹,应用标准试样疲劳试验得到材料的s-n曲线等性能数据,通过修正系数反映零部件尺寸、表面状态和应力集中等因素的影响。以对数坐标得到的s-n曲线,一般是由两直线组成的折线,按水平线部分进行的设计称为无限寿命设计,按斜线部分进行的设计称为有限寿命设计。无限寿命设计适用于要求零部件或结构在无限长的使用期内不发生疲劳破坏的情形。s-n曲线的水平段表明,在低于疲劳极限的循环应力作用下,零部件的疲劳寿命是无限的,因此零部件或结构的寿命在理论上是无限的。零部件受单向循环应力作用,是指仅受单向正应力或单向切应力作用。本立柱受单向脉冲动应力作用,其疲劳强度校核公式为式(1)中,&-1为材料在对称循环下的疲劳极限,k&为弯曲时有效应力集中系数,&为尺寸系数,&为表面系数,&&为不对称循环系数,&m为平均应力。&&、&m计算公式分别如下式(2)中,&0为脉动循环疲劳极限,根据经验公式&0=1.42&-1,&max=&s,&min=0。查机械设计手册可得45号钢调质处理后&-1=388 mpa,k&=1.645。当d=20 mm时,&=0.865,&=0.92,代入式(1)得n&=5.195 5>[n]=5。由此可知,计算所得安全系数大于许用安全系数,故该立柱的螺纹根截面的疲劳强度符合要求。2 有限元分析有限单元分析法的物理实质是把一个连续体近似地用有限个在节点处相连接的单元组成的组合体来代替,从而将连续体的分析转化为对单元的分析以及对这些单元组合的分析的问题。由于单元可以被分割成各种形状和大小不同的尺寸,所以能够很好地适应复杂的几何形状、复杂的材料特性以及复杂的边界条件[4]。有限元法和计算机的结合,加上有成熟的大型软件系统支持,它已成为应用极广的数值计算方法。如轴承制造商skf、koyo在产品的设计及优化中广泛采用有限元法,大大降低了研发成本[5]。ansys是目前应用最广泛的通用有限元分析软件,它可以处理结构、热、流体、电磁等诸多领域的问题,且处理非线性问题的功能也非常强大,本文选用ansys软件进行计算。2.1 添加材料属性立柱的材料为45号钢调质处理,其物理、力学性能参数分别为:弹性模量e=210&103mpa,泊松比&=0.28,屈服极限&s=620 mpa。2.2 建立有限元模型考虑网格划分需要及分析误差,对模型采取了适当的几何外形简化处理:把螺纹简化为光杆,基于设计安全的考虑,以螺纹内径作为光杆的直径。选用10节点的solid92单元(保证计算准确度)对建立的几何模型划分自由网格,有限元模型如图3所示。根据立柱实际工作情况的分析,对立柱的径向和周向加以约束,而对立柱的两端面加32.88 mpa的均布载荷。2.3 有限元结果分析有限元应力应变分析结果如图4、5所示。从图4可以看出来,轴向位移最大的地方在立柱端面,最大位移为0.11应力最大的地方在轴颈处,有应力集中,最大应力为61.7 mpa,远远小于45号钢的许用应力。有限元结果分析表明本文给出的设计符合要求。3 小结本文采用传统解析方法对液压机立柱进行校核计算,结果满足其疲劳强度要求。引用现代有限元分析软件ansys对其进行建模分析,从图4、5可以看出立柱的真实受载变形情况,该立柱可以承受所加脉动载荷,并在无限寿命内安全工作。参考文献:[1] 吴生富,金淼,聂绍珉,等.液压机全预紧组合机架的整体性分析[j].锻压技术,1-114.[2] 张柏清.全自动液压压砖机[m].南昌:江西科学技术出版社,2000.[3] 机械设计手册编委会.机械设计手册单行本:疲劳强度设计[m].北京:机械工业出版社,2007.[4] 蓝宇,张连杰.大型有限元分析软件ansys[j].应用科技,-54.[5] 白葳,喻海良.通用有限元分析ansys8.0基础教程[m].北京:清华大学出版社,2005.基金项目:粤港关键领域重点突破资助项目()作者简介:杨红兵(1982-),男,湖南衡山人,华南理工大学与佛山科技学院联合培养硕士研究生。周照耀(1965-),男,湖南南县人,华南理工大学教授。
收录时间:日 10:32:01 来源:中国计量测控网 作者:简介
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