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有限元仿真分析中载荷施加技术及其在低压断路器开发中的应用

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目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2产品仿真技术

1.2.1产品仿真技术概况

1.2.2低压断路器仿真的研究现状

1.3有限元分析研究概况

1.3.1有限元理论简介

1.3.2ANSYS软件特点与发展概况

1.3.3有限元技术的研究现状与应用

1.4本文研究内容及组织结构

1.4.1本文的研究内容

1.4.2本文的组织思路与结构

1.5本章小结

第2章低压断路器的有限元仿真分析技术与过程

2.1引言

2.2低压断路器的有限元仿真分析系统总体流程

2.2.1低压断路器有限元仿真分析系统总体功能模块

2.2.2低压断路器有限元仿真分析系统流程示意图

2.3低压断路器的有限元仿真分析的前置处理

2.3.1模型前处理

2.3.2定义单元类型

2.3.3定义材料类型

2.3.4网格划分

2.3.5施加载荷与约束

2.4低压断路器的有限元仿真分析的求解处理

2.5低压断路器的有限元仿真分析的后置处理

2.5.1结构变形的显示

2.5.2节点、单元列表显示

2.5.3参数等值线分布图和云纹图显示

2.5.4变形动画显示

2.6本章小结

第3章基于特征函数分布的有限元节点散射加载方法

3.1引言

3.2基于特征函数分布的有限元节点散射加载

3.2.1特征函数分布的散射荷载的基本概念

3.2.2特征函数分布的散射荷载的推导

3.3算法描述

3.4实例

3.5本章小结

第4章产品仿真分析中自由曲面不均匀分布载荷施加方法

4.1引言

4.2载荷特征函数与自由曲面载荷的施加

4.2.1载荷特征函数的推导

4.2.2特征函数分布的自由曲面载荷施加

4.3算法描述

4.4实例

4.5本章小结

第5章低压断路器有限元仿真分析系统的实现与实例

5.1引言

5.2系统功能简介与开发环境

5.2.1系统开发环境

5.2.2系统功能简介

5.2.3系统功能构成

5.3低压断路器有限元仿真实例

5.4本章小结

第6章总结与展望

6.1本文总结

6.2工作展望

参考文献

附录

致谢

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摘要

有限元仿真分析对提高产品设计效率与质量具有重要意义,本文针对有限元仿真分析,重点研究了有限元不均匀分布载荷施加的方法,对ANSYS进行二次开发,并结合所开发系统——“低压断路器有限元仿真分析系统”的实际应用情况,给出了应用实例。 第一章主要介绍了当今有限元仿真分析技术的情况,回顾了产品仿真技术的产生和发展,着重介绍了国内外低压断路器仿真技术、有限元技术的研究现状和应用情况。在此基础上,给出了本文的研究内容和组织结构。 第二章主要分析了低压断路器有限元仿真分析的技术与过程,给出了低压断路器仿真分析系统流程,分别从有限元前置处理,有限元求解和有限元后置处理三方面研究低压断路器有限元仿真分析的技术与过程。 第三章提出了基于特征函数分布的有限元节点散射加载方法。由于物体受到的载荷常常是不均匀分布的面载荷,为了提高有限元仿真精度,该方法通过给定的载荷分布特征函数和合力的大小,自动计算出圆周面上各节点所受的载荷,对圆周面上的节点集进行散射加载。这样可快速实现有限元处理中不均匀面载荷加载,试验结果表明该方法是稳定可靠的。 第四章提出了有限元仿真自由曲面不均匀分布载荷施加方法。在进行有限元分析时,为了更好地模拟面载荷,提高有限元仿真精度和求解效率,进一步提出了自由曲面不均匀分布载荷施加方法。该方法通过载荷分布特征函数与自由曲面的形状,自动计算出自由曲面上各网格所受的载荷,并对这些网格进行加载。这样可快速实现有限元处理中自由曲面不均匀载荷加载。 第五章主要介绍了低压断路器有限元仿真分析系统的开发环境与系统的各功能构成,对ANSYS进行二次开发,并以低压断路器关键零件的有限元仿真为实例,验证了低压断路器有限元仿真分析系统的应用。 第六章总结了本文的研究成果与特色,以及企业在系统应用后的实际效果,同时对今后的研究工作作了进一步的展望。

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