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研究類型

本軟體提供下列研究類型:

  • 靜態 (或應力) 研究。靜態研究題係計算位移量、反作用力、應變、應力及安全係數分佈。材料所在位置的應力超過一定程度。安全係數係根據失敗準則計算而得。本軟體提供 4 種失敗準則。

靜態研究能幫助您避免因高應力而失敗。安全係數低於整體表示材料失敗。區域內的安全係數大表示應力低,因此您可能可以從該區域中移除一些材料。

  • 頻率研究。一本體在其靜止位置受到干擾時,會以一定的頻率振動,此頻率稱作自然頻率或共振頻率。最低的自然頻率稱作基礎頻率。本體在每個自然頻率下會產生特定形狀,稱作模態。頻率分析即計算自然頻率及相關模態。

就理論而言,一個本體具有有限個模式。在 FEA 中,模式數量理論上與自由度 (DOF) 多寡成正比。在多數情況下,僅考慮到少數模式。

如果本體隨著動態負載而以自然頻率運作,會產生過度回應。此現象稱作共振。例如,車輪失衡的車輛會因共振而以特定的速率劇烈搖晃。搖晃的情形會因其他速率減輕或消失。又舉例如渾厚的聲音,像是歌劇演唱家的歌聲也能讓玻璃碎裂。

頻率分析能幫助您避免因共振造成過度應力而導致失敗。此外並為您提供資訊,裨便解決動態回應問題。

  • 挫曲研究。挫曲是指因軸負載作用而突然發生的大位移。易受軸負載影響的細長結構,容易因為在負載程度低於所需程度下挫曲而失敗,進而導致材料失敗。挫曲可能會在負載程度不同的效應下發生在不同模式中。在許多情況下,只需要最低的挫曲負載。

挫曲研究能幫助您避免因挫曲導致失敗。

  • 研究。熱研究係根據生熱性、傳導、對流及輻射等條件,計算出溫度、溫度梯度及熱流。熱研究能幫助您避免不理想的熱條件,如過熱及熔化。

  • 設計研究。最佳化設計研究係根據幾何模型,自動搜尋最佳設計。本軟體具備專有技術,能夠以最少的執行步驟迅速偵測趨勢,並找出最佳解決辦法。最佳化設計研究需進行下列定義:

    • 目標。陳述研究的目標。例如,最少化材料。如果您沒有定義目標,軟體會執行非最佳化的設計研究。

    • 變數。選擇尺寸,這些尺寸應可加以變更並設定範圍。例如,孔徑尺寸從 0.5 至 1.0 吋不等,而草圖伸長度從 2.0 至 3.0 吋不等。

    • 限制。設定最佳設計必須滿足的條件。例如,應力、位移、溫度不應超出某些值,且自然頻率應在指定的範圍內。

  • 非線性研究。在某些狀況中,線性解決辦法可能會產生錯誤的結果,因為其採用的假定與實際情況不符。此時便可使用非線性分析來解決因材料行為、大位移及接觸條件所導致的非線性問題。您可以定義靜態和動態研究。

  • 線性動態研究。當慣性和阻尼效果無法被忽略時,靜態研究將不會提供準確的結果。線性動態研究會使用自然頻率和模態來評估對於動態負載環境的結構回應。您可以定義:

  • 形式時間歷程研究可定義負載與評估時間函數的回應。

  • 諧波研究可將負載定義為頻率函數,並且評估各種操作頻率的最高點回應。

  • 隨機振動研究可定義功率頻譜密度的隨機負載,並且評估不同頻率時整體均方根值或功率頻譜密度的回應。

  • 落下測試研究。落下測試研究係評估使零件或組合件掉落在堅硬地板上的結果。您可以使用落下測試來模擬具有剛性平坦表面的模型之影響性。

  • 疲勞研究。長時間的重複負載及解除負載會使物件變弱,即使所包括的應力是遠小於所允許的應力限制。此現象稱為疲勞。線性和非線性結構研究無法預測由於疲勞造成的失敗。它們會計算在指定拘束及負載環境下的設計之回應。如果依循分析假定而且計算的應力在允許的限值內,則會做下結論,指出不論套用負載次數多寡,此設計在此環境下都是安全的。疲勞研究即依據疲勞事件及 S-N 曲線,評估物件的壽命耗損情形。您可以根據應力強度、von Mises 應力或最大其他替換應力,進行疲勞計算。

  • 壓力容器設計研究。將靜態研究的結果與想要的係數結合。每個靜態研究都有不同的負載組,這些負載會產生對應的結果。這些負載可以是靜負載、動負載 (由靜態負載概算)、熱負載、地震負載等。壓力容器設計研究使用線性組合或平方總和 (SRSS) 的平方根,以代數方式結合靜態研究的結果。

  • 2D 簡化研究。藉由在 2D 中進行模擬,您可以簡化某些 3D 模型。2D 簡化適用於靜態、非線性、壓力容器設計、熱研究、及設計研究。使用適用模型的 2D 簡化選項,您可以儲存分析時間。2D 模型需要相較於 3D 模型的較少網格元素與較不複雜的接觸條件。在您執行分析之後,您可以以 3D 產生結果的繪圖。



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