图形交互式有限元外文翻译.rar

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机械零件前期设计阶段采用的图形交互式有限元应力重分析方法
Sachin S. Terdalkar and Joseph J. Rencis
阿肯色州立大学机械工程系，费耶特维尔，AR72701，美国


摘要

　　　本研究开发了一种新的图形交互式有限元应力重分析技术，凭借这项技术，工程师可以在机器设计的初期，很方便地修改机器零件的几何形状。所开发的用户界面使工程师可以在商业化的有限元软件ANSYS上对机器零件进行建模。当机器零件的几何形状被修改后，可以立刻从有限元分析的应力和位移云图上看出修改后的效果。在修改设计阶段，采用了有限元重分析技术使设计者可以在短时间内获得足够精度的分析结果。这一技术突出了设计过程中交互的实质。
　　　文中给出了三个实例以论证图形交互有限元重分析技术的优势。基于均质、各向同性和线弹性材料的平面应力四节点四边形单元。前面的两个实例是两块分别带有孔和倒角的平板。这两个例子论证了通过改变孔和圆角的尺寸或形状，工程师可以获得基于应力集中系数的优化设计方案，即由工程师驱动优化进程。每个实例研究考虑多次迭代设计，采用一种复合的近似分析方法以实现优化设计。第三个实例是研究一个支撑托架，优化设计的目的是使托架的悬臂部分具有相等的强度，同时减小倒角处的应力集中。


复合的近似重分析方法

引论
1.1 设计过程
　　　工程设计是设计一个系统，成份或满足设计需求得到一个程序。它是一个决策程序 (时常反复的) ，通过它基础科学、数学和工程科学被应用于适当地转换资源来满足确定的目标[1]。
　　设计的程序本质上是创造力的一种运用。 各种不同的 “设计过程” 已经被定义协助解决 “无特定结构的问题”,也就是, 对于其中一个定义的含糊问题可能存在很多种解决方法。图 1 所示的流程图能更精确说明设计程序。