midas在机械工程中的应用

1、midas NFX 在机械工程中的应用荣誉出品：了却（荣誉出品：了却（QQ：2312611164）制作时间：制作时间：2015.8.20（机床示例）midas NFX在机械工程中的应用midas NFXmidas NFX是一款基于是一款基于nastrannastran求解器的一款通用型有限元软件求解器的一款通用型有限元软件，它为机械工程中的强度、刚度、疲劳强度、优化、振动等提供，它为机械工程中的强度、刚度、疲劳强度、优化、振动等提供一系列解决方案。一系列解决方案。1 1 强度问题强度问题 校核标准：校核标准：misesmises应力（第四强度理论）应力（第四强度理论） 位位 移（根据国标，机床

2、中扰度变形为移（根据国标，机床中扰度变形为0.03/10000.03/1000）2 2 刚度问题刚度问题 3 3 疲劳强度问题疲劳强度问题 4 4 优化问题优化问题 ：形状优化：形状优化 几何优化几何优化 拓扑优化（简述拓扑优化（简述拓扑优化指导设计方向）（形状优化和几何优化拓扑优化指导设计方向）（形状优化和几何优化midasmidas提供有专提供有专门的视频）门的视频）5 5 震动学及动力学问题震动学及动力学问题 （专门设定课程讲解）（专门设定课程讲解） 以机床为例以机床为例主要载荷：主要载荷：1 1 重力。重力。2 2 切削力。切削力。3 3 惯性力。（惯性力的提取，如视频）惯性力。（惯性

3、力的提取，如视频）4 4 减速机（等一系回转结构）产生的交变载荷。减速机（等一系回转结构）产生的交变载荷。分析类型：分析类型：1 1 静力分析，主要载荷重力，切削力。静力分析，主要载荷重力，切削力。2 2 准静态分析，主要载荷重力，切削力。准静态分析，主要载荷重力，切削力。3 3 动力学分析，主要载荷重力，切削力，惯性力。动力学分析，主要载荷重力，切削力，惯性力。4 4 谐响应分析，（可用瞬态动力学替换）主要载荷谐响应分析，（可用瞬态动力学替换）主要载荷正玄交变载荷。正玄交变载荷。机械工程中的工况 几何几何材料属性材料属性边界载荷边界载荷求解器求解器 后处理后处理网格网格相互作用相互作用几何的

4、简化（计算机硬件许可的情况下尽量和几何的简化（计算机硬件许可的情况下尽量和实际模型一致）实际模型一致）材料属性赋值材料属性赋值网格划分（网格划分（solidsolid单元节点只有三个平动自由度单元节点只有三个平动自由度，不能施加弯矩，旋转），不能施加弯矩，旋转）接触，焊接（绑定）接触，焊接（绑定）分析过程真实的载荷工况，也可以利用等效法进行载荷等真实的载荷工况，也可以利用等效法进行载荷等效效根据实际的情况确定求解器类型根据实际的情况确定求解器类型midasmidas提供了很好的后处理界面和提供了很好的后处理界面和3dpdf3dpdf报告生成报告生成器器动力学之振动学在振动问题中所研究的对象，如

5、机器部件或工程结构物等。一般包括三个方面：输入、输出和系统模型（或系统特性）。外界对振动系统的作用或引起机器运动的力。可以是力、力矩，也可以是运动量或振动环境。振动系统：振动系统：输入：输入：输出：输出：振动的发生就是响应，包括系统的位移、速度、加速度或内力、应力、应变等。系统（输入）激励（输出）响应振动分类1 1、按系统论分、按系统论分1 1）响应计算（正问题）已知外力、系统参）响应计算（正问题）已知外力、系统参数，求解系统的响应（位移，速度，加速数，求解系统的响应（位移，速度，加速度）。主要任务，在于验算结构、产品等度）。主要任务，在于验算结构、产品等在工作时的动力响应（如变形、位移、应在

6、工作时的动力响应（如变形、位移、应力等）是否满足预定的安全要求和其它要力等）是否满足预定的安全要求和其它要求求 。2 2）系统识别或参数识别（第一类逆问题）系统识别或参数识别（第一类逆问题）已知输入（外力）、输出（响应），求解已知输入（外力）、输出（响应），求解系统的参数，质量，刚度，阻尼系统的参数，质量，刚度，阻尼物理物理参数识别；固有频率，模态阻尼，固有振参数识别；固有频率，模态阻尼，固有振型型模态参数识别；频响函数、脉冲响模态参数识别；频响函数、脉冲响应函数应函数系统识别。系统识别。3 3）载荷识别（第二类逆问题）已知系统参）载荷识别（第二类逆问题）已知系统参数、输出（响应），求解输入（

7、外力）。数、输出（响应），求解输入（外力）。例如：为了避免产品在公路运输中的损坏例如：为了避免产品在公路运输中的损坏，需要通过实地行车记录汽车振动和产品，需要通过实地行车记录汽车振动和产品振动，以估计运输过程中是怎样的一种振振动，以估计运输过程中是怎样的一种振动环境，运输过程对于产品是怎样的一种动环境，运输过程对于产品是怎样的一种激励，这样才能有根据地为产品设计可靠激励，这样才能有根据地为产品设计可靠的减震包装的减震包装 。振动分类2 2、按激励类型分、按激励类型分 1 1）自由振动）自由振动 系统受初始激励后，不再受外界激系统受初始激励后，不再受外界激励的振动。励的振动。 2 2）受迫振动）

8、受迫振动 系统在持续的外界控制的激励作用系统在持续的外界控制的激励作用下的振动。下的振动。 3 3）自激振动）自激振动 系统在自身控制的激励作用而产生系统在自身控制的激励作用而产生的振动，如飞机内埋弹仓的颤振，切削加的振动，如飞机内埋弹仓的颤振，切削加工的高频振动。工的高频振动。振动分类3 3、按响应类型分、按响应类型分 1 1）确定性振动）确定性振动响应是时间的确定性函数。响应是时间的确定性函数。按响应持续的时间分：瞬态振动（只在较按响应持续的时间分：瞬态振动（只在较短的时间内发生。），稳态振动（在充分短的时间内发生。），稳态振动（在充分长的时间内进行）。长的时间内进行）。按响应是否具有周期

9、性分：简谐振动（响按响应是否具有周期性分：简谐振动（响应是时间的正弦或余弦函数。）周期振动应是时间的正弦或余弦函数。）周期振动（响应是时间的周期函数）准周期振动（响应是时间的周期函数）准周期振动（由若干周期不可通约的简谐振动组合而成由若干周期不可通约的简谐振动组合而成的振动）。的振动）。2 2）随机振动）随机振动响应是时间的随机函数。响应是时间的随机函数。共振定义定义 共振是指机械系统所受激励的频率与该系统的某阶固有频率相接近共振是指机械系统所受激励的频率与该系统的某阶固有频率相接近时，系统振幅显著增大的现象。共振时，激励输入机械系统的能量最时，系统振幅显著增大的现象。共振时，激励输入机械系统

10、的能量最大，系统出现明显的振型称为位移共振。此外还有在不同频率下发生大，系统出现明显的振型称为位移共振。此外还有在不同频率下发生的速度共振和加速度共振。的速度共振和加速度共振。发生共振的条件发生共振的条件 1 1）激励频率与系统自然频率（固有频率）一致或者接近）激励频率与系统自然频率（固有频率）一致或者接近 2 2）激励的时间要足以共振发展。）激励的时间要足以共振发展。问题：问题：1.1.系统发生共振，会出现什么情况，系统一定会遭到破坏吗？系统发生共振，会出现什么情况，系统一定会遭到破坏吗？ 2. 2.激励的幅值的大小对共振起到什么作用，是不是真如现代激励的幅值的大小对共振起到什么作用，是不是真如现代的的 美国发明家特斯拉所说美国发明家特斯拉所说“用一件共振器，我就能把地球一裂为二用一件共振器，我就能把地球一裂为二”？实例模型简化模型简化 材料的材料的本构关系本