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建立材料現(xiàn)實(shí)行為以及部件之間相互作用的模型
近十年以來，人們已不再將有限元分析 (FEA) 視為僅供分析師使用的工具，它已進(jìn)入到實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中。如今，CAD 軟件中都內(nèi)置了 FEA 功能，設(shè)計(jì)工程師可使用 FEA 作為日常設(shè)計(jì)工具，協(xié)助完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程。但是，設(shè)計(jì)工程師所采用的大多數(shù) FEA 應(yīng)用程序還僅僅局限于線性分析。對(duì)于設(shè)計(jì)工程師所遇到的大多數(shù)問題，此類線性分析所得到的結(jié)果均與其實(shí)際特征大體接近。但是，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)需要采用非線性方法解決的更具挑戰(zhàn)性的問題。過去，工程師們不愿意使用非線性分析，因?yàn)槭褂眠@種方法對(duì)問題進(jìn)行公式表示非常復(fù)雜并且需要很長(zhǎng)的求解時(shí)間?，F(xiàn)在，隨著非線性 FEA 軟件與CAD 結(jié)合，情況有所改觀，軟件的使用也更加簡(jiǎn)便。此外，改進(jìn)的求解算法輔之以強(qiáng)大的臺(tái)式計(jì)算機(jī)性能，使求解時(shí)間大大縮短。十年前，工程師將 FEA 視為極具價(jià)值的設(shè)計(jì)工具?，F(xiàn)在，他們開始認(rèn)識(shí)到非線性FEA 的優(yōu)點(diǎn)并更深刻地理解了它對(duì)設(shè)計(jì)過程所產(chǎn)生的影響。
在某種程度上，所有的物理過程本來就是非線性的。例如，當(dāng)您拉伸一個(gè)橡皮圈，隨著位移幅度的不斷增大，拉伸就會(huì)變得更加困難；或者當(dāng)您將一枚曲別針弄彎后，它就保持彎曲后的形狀。無論是巨大變形，還是非彈力材料行為，每天都會(huì)發(fā)生許多類似的應(yīng)用現(xiàn)象。如果沒有考慮到非線性行為，可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品失效與安全問題，還會(huì)給產(chǎn)品制造商造成不必要的成本。
系統(tǒng)的許多特性都會(huì)引起非線性響應(yīng)，例如大變形與應(yīng)變、材料行為，或者是接觸效應(yīng)、其他邊界條件非線性特點(diǎn)。實(shí)際上，許多結(jié)構(gòu)都表現(xiàn)出各種非線性組合特征。MSC 軟件提供的解決方案帶有涵蓋多個(gè)行業(yè)的應(yīng)用，可幫助您以各種非線性形式準(zhǔn)確而高效地仿真系統(tǒng)。
MSC 軟件可用于眾多類型的非線性仿真:
?大位移與大應(yīng)變分析
?后壓曲分析
?可塑性與粘塑性
?蠕變與應(yīng)力松弛
?非線性彈性
?記形合金
?粉末冶金
?超彈性
?材料特性的熱變化
?電熱結(jié)構(gòu)耦合
?成型、擠壓、焊接、硬化等制造工藝
?螺栓建模
?材料損傷
?斷裂與裂紋擴(kuò)展
?材料磨損
?熱解與磨蝕
?多物理
?常規(guī)大位移三維接觸
?摩擦分析
?自動(dòng)網(wǎng)格重劃
行業(yè)應(yīng)用:
?航空航天與國(guó)防：起落架、機(jī)翼結(jié)構(gòu)、機(jī)身、密封件與軟管、金屬板材成形
?汽車：動(dòng)力系、輪胎、密封件與墊圈、排氣系統(tǒng)、制動(dòng)、懸架、齒輪接觸、焊接、接頭與連接件
?電子：軟焊、焊接、跌落試驗(yàn)、密封、開關(guān)及連接件
?能源：風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、復(fù)合材料葉片失效、齒輪系、打包機(jī)、防噴裝置、密封件與墊圈、管道與套管、焊接件、鉆頭
?政府與民用：結(jié)構(gòu)安全與失效、車輛仿真、高級(jí)材料研究
?重型裝備與機(jī)械：齒輪、轉(zhuǎn)向頭、皮帶、軟管、金屬成形、軟管壓接、線纜壓接、硬化、焊接、擠壓
?醫(yī)療：支架、導(dǎo)管、起搏器、牙齒與膝蓋植入物、假肢、肌肉與組織以及病床、輪椅之類的醫(yī)院設(shè)備
?鐵路：傾翻穩(wěn)定性研究結(jié)構(gòu)零件、焊接、接頭和連接器
?造船：結(jié)構(gòu)分析、鉚接、螺栓、焊接、密封
