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法蘭連接是風力機上應用較多的重要結(jié)構(gòu)，在很大程度上影響整個設備的運行以及工作效率。法蘭連接結(jié)構(gòu)尺寸較大，為了得到較為準確的有限元分析結(jié)果，網(wǎng)格數(shù)量也較大，其分析過程是典型的接觸非線性問題。在載荷作用下接觸邊界條件在計算開始前無法確定，兩接觸物體之間的有效接觸面積，壓力分布及接觸變形量等都隨載荷的施加過程而變化，且與接觸體剛度特性密切相關。計算法蘭連接在接觸狀態(tài)下的變形和應力大小，對分析其結(jié)構(gòu)強度和可靠性具有重要意義。然而法蘭連接模型單元數(shù)量巨大，加之接觸問題的非線性，常常導致計算不容易收斂，計算耗費時間很長。
為了能夠提高分析效率，可以運用子模型法進行分析求解，即在整體有限元分析結(jié)果的基礎上，針對特的結(jié)構(gòu)部位(如應力較大或存在應力集中的區(qū)域等)分解出結(jié)構(gòu)的局部模型，并進行網(wǎng)格細化，然后調(diào)用全局模型的計算結(jié)果作為邊界條件進行分析求解，這既減小了計算量，又能得到較為準確的結(jié)果。
本研究采用強大的非線性處理功能來進行分析，它不僅支持多種復雜的材料模型以及材料的實驗數(shù)據(jù)擬合，而且很容易模擬復雜的接觸邊界條件以及涉及多種加載歷程的問題，運用其中的高級功能，選擇合理的單元，通過接觸非線性分析，得到法蘭連接在預緊工況和工作工況下的接觸應力隨接觸狀態(tài)的變化情況，闡明了子模型方法在大型及形狀復雜結(jié)構(gòu)件的接觸問題中的可行性。
在應用有限元軟件進行大型結(jié)構(gòu)件的整體分析計算時，許多結(jié)構(gòu)往往都采用簡化的單元來建模計算，很多時候?qū)A角，倒角這樣的細節(jié)部分忽略，但往往這些細節(jié)部分是應力最大的部位。為了能夠得到精確的分析結(jié)果，必須細化網(wǎng)格，這樣不僅使網(wǎng)格的數(shù)量增大，而且對計算機的要求也相應提高，分析所用的時間也相應增加。為了解決此問題，可以采用子模型方法，只在關心的區(qū)域細化網(wǎng)格并對其進行分析，從而能夠得到更加準確的結(jié)果。
子模型由整體模型切割得到，而整體模型在切割邊界上的計算位移值即是子模型的邊界條件。所選取的切割邊界應遠離應力集中區(qū)域，變形較大的區(qū)域，而且所切割的區(qū)域相對于所研究的區(qū)域不能太小，否則會影響計算的準確子模型的特點在于：它減少甚至取了有限元實體模型中所需的傳遞區(qū)域，可以在小范圍就不同的問題進行分析，可以根據(jù)分析需要將所研究部分的網(wǎng)格劃分得足夠細，同時又不是太耗費計算資源�；谝陨咸攸c，子模型分析方法非常適合大型及復雜零/部件細節(jié)分析。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務與解決方案
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