什么是應(yīng)(yīng)力分析軟件?
?應(yīng)(yīng)力分析軟件是模擬施加到物體上的應(yīng)(yīng)力的軟件。
應(yīng)(yīng)力是施加在物體內(nèi)(nèi)部的單位面積的力(單位面積的內(nèi)(nèi)力)。當(dāng)(dāng)您嘗試使物體變形時(shí)(shí),應(yīng)(yīng)力會(huì)(huì)施加到物體上,導(dǎo)(dǎo)致其變形和破裂,但無(wú)法目視驗(yàn)(yàn)證在此過(guò)程中施加到物體內(nèi)(nèi)部的應(yīng)(yīng)力。
因此,應(yīng)(yīng)力分析軟件就是利用計(jì)(jì)算機(jī)(jī)來(lái)分析物體所受的應(yīng)(yīng)力,并驗(yàn)(yàn)證該物體是否能夠承受該應(yīng)(yīng)力。
應(yīng)(yīng)力分析軟件的應(yīng)(yīng)用
應(yīng)(yīng)力分析軟件主要用于評(píng)估和驗(yàn)(yàn)證結(jié)(jié)構(gòu)(gòu)的強(qiáng)(qiáng)度。例如,在機(jī)(jī)器的設(shè)(shè)計(jì)(jì)階段,確定施加到結(jié)(jié)構(gòu)(gòu)上的力并評(píng)估其阻力。如有必要,我們將審查機(jī)(jī)器的結(jié)(jié)構(gòu)(gòu)和材料,并重新設(shè)(shè)計(jì)(jì)它,使其更加堅(jiān)(jiān)固。
在沒(méi)有應(yīng)(yīng)力分析軟件的年代,我們實(shí)(shí)際上制造了設(shè)(shè)計(jì)(jì)好的機(jī)(jī)器,并通過(guò)實(shí)(shí)驗(yàn)(yàn)進(jìn)(jìn)行應(yīng)(yīng)力分析。但存在每次都要進(jìn)(jìn)行實(shí)(shí)驗(yàn)(yàn)的問(wèn)題,這會(huì)(huì)增加時(shí)(shí)間和成本,所以我們通過(guò)使用應(yīng)(yīng)力分析軟件來(lái)減少實(shí)(shí)驗(yàn)(yàn)的人力和成本。
應(yīng)(yīng)力分析軟件原理
應(yīng)(yīng)力分析軟件的基本原理包括有限元法(FEM)。有限元法是指“近似求解微分方程的數(shù)(shù)學(xué)(xué)方法”。
在計(jì)(jì)算機(jī)(jī)上分析對(duì)象時(shí)(shí),計(jì)(jì)算機(jī)(jī)只能處理數(shù)(shù)學(xué)(xué)表達(dá)(dá)式,因此需要用數(shù)(shù)學(xué)(xué)表達(dá)(dá)式來(lái)表達(dá)(dá)(建模)對(duì)象的屬性。對(duì)物體的結(jié)(jié)構(gòu)(gòu)和性質(zhì)(zhì)進(jìn)(jìn)行近似建模的方法稱為有限元法。在有限元方法中,將具有復(fù)(fù)雜結(jié)(jié)構(gòu)(gòu)和性質(zhì)(zhì)的物體劃分為有限元。
例如,在東京塔中,通過(guò)將其劃分為單獨(dú)(dú)的紅條,可以輕松地近似復(fù)(fù)雜的結(jié)(jié)構(gòu)(gòu)。如果是有限元之一,可以用比較簡(jiǎn)單的公式來(lái)表示。每個(gè)(gè)劃分的微區(qū)(qū)域都用數(shù)(shù)學(xué)(xué)公式表示,通過(guò)將它們連接起來(lái),就可以近似得到整個(gè)(gè)物體的屬性。換句話說(shuō),將一個(gè)(gè)復(fù)(fù)雜的結(jié)(jié)構(gòu)(gòu)劃分為有限數(shù)(shù)量的小單元,確定每個(gè)(gè)單元的應(yīng)(yīng)力和位移,然后將整體連接起來(lái)。
這樣,將單個(gè)(gè)復(fù)(fù)雜物體視為多個(gè)(gè)有限元的組合,對(duì)各個(gè)(gè)有限元的結(jié)(jié)構(gòu)(gòu)和性質(zhì)(zhì)進(jìn)(jìn)行建模,然后將它們相加來(lái)分析物體的位移和應(yīng)(yīng)力的方法就是有限元法(有限元法)。分析為有限元分析)。