起重机设计与 ANSYS WORKBENCH 的故事

empty4585

图太多了，看了一部分就不想再看下去了。。。直观印象来看，这些图就是一个个零件或是不同型号分析的主体流程，包括了加载、分网和结果查看，由于给出的文字说明太少，而且给出的图片也相对简化。对分析中的一些技术性环节没有介绍，比如一些接触设置，一些连接部位的处理等等。
单就第一个部件的分析，我个人觉得，给出的应变能云图以及各向应力云图并不大理想，当然受力趋势没有错，只是个人感觉在数值精度上有待商榷(尤其没有交待焊缝如何处理的，或是如何进行后处理的，因为这种结构，焊缝处的应力评估是个值得注意的问题)。由于楼主没有给出关键部位的处理，体现不出分析的水平。

当然，楼主的奉献精神很值得大家学习。不过就楼主提出的一些结论，我还是有点异议的，或说补充吧。
诚然，有限元分析只是数值分析的一种方法，它是数学理论和力学理论的具象延伸及实现，所以理论的合理性和适用性就决定了有限元的精确性。我们之所以能提出这么多理论，当然也是在经过大量试验的基础上举一反三的必然过程。试验力学本身就是一门学科，搞力学的人有一半在研究如果提高试验的实用性和准确性。所以对于某些特定的问题，试验的结果肯定更具指导意义。
但是从楼主的言谈中，似乎对理论有些轻蔑的语气，这一点我觉得不太好，会误导一些初学者。
理论是非常重要的，即便是简化非常厉害的工程理论校核，在适用的情境下，依然是比较准确的。
问题分析三条路，或说有限元后处理三个比较：
一比理论计算，二比实验数据，三比过往经验。一般的规范也都是结合了理论和大量试验以及实际应用后的不断反馈来指定的。在许多行业的CAE分析其实就是根据规范分析，看似教条化，其实它是揉杂了两者以后，给予企业最省时省力，又安全经济的有效手段。
有时候，我们觉得有限元分析不够准确，会一些人出来说，这个算法本身就有缺陷等等一些话。其实不然，有限元已经相对比较成熟了，仿真仿真，仿得真了，自然结果才真，所以仿得过程才是最重要的。而一些仿得不真的分析，一是不知道真到底是什么(缺少对分析目标的清楚认识)，二是不知道如何仿(缺少理论体系的支撑)。
所以，我想告诉很多初学者的是(我冒然以过来人的身份这样说)：在学习阶段，还是把理论抠得越细越好，对具体行业可以不去深究，但是如果你搞了有限元分析，就得一点一点抠，抠上个一两年，在通过实例锻炼，最后工作以后再去积累不同行业的分析经验。至于软件，其实也无所谓，如果理论体系熟悉，看一遍软件的帮助就会很明白的。很多人就是在学习时对理论比较混淆，才觉得理论就那么回事，由软件去实现就好了。
总而言之，基础打得牢，后续做任何事才能看得明白。否则，自己分析的东西自己都容易云里雾里，说不出个所以然。

说这些没别的意思，就是希望别丢掉理论，抠得细，明得清，一通百通。

曹东

empty4585 发表于 2013-8-7 14:28
图太多了，看了一部分就不想再看下去了。。。直观印象来看，这些图就是一个个零件或是不同型号分析的主体流 ...

看了你的评述，感谢你的评论和探讨，我现在正在研究有限元理论，是关于弹性力学的基础算法，这段时间有些忙，没来论坛，很惭愧；我这段时间花了很多时间和精力在研究闭口薄壁杆件的扭转问题，基于四种理论的基础算法，这些对我所处的行业很重要，也希望有机会能和大家探讨一下这些。。。。

曹东

有关闭口薄壁杆件的约束扭转效应,有多种理论的解析方法,根据这些理论计算将会得出相差很大的计算结果。按照有的理论计算所得的应力与运用另一种理论时相比, 差异可达几百倍。实标上, 随着杆件性质的不同, 这种差异可能更大。其原因在于它们采用了不同的假设和处理方法, 而有的理论所作的假设是武断的, 但这种错误理论由于其简单仍在广泛流传。简述一下主流的四中薄壁杆件扭转理论；
第一种理论； 被称为乌曼斯基第一理论, 这种理论武断地认为闭口薄壁杆件在约束扭转时的纵向位移w 沿杆件长度办向与自由扭转时相同,乌曼斯基在提出这一理论之后不久便发觉了用它来解某些闭口薄壁杆件时引起的客观的误差。
第二种理论；通常称之为乌曼斯基第二理论，假定翅曲位移W (z , s )= 一f(z )· φ(s ), 切向位移u (z ,s) = a(z )· φ(S).应用虎克定律和微元体平衡条件得出静力方程.
第三种理论；詹涅里杰和巴诺夫柯根据变分原理给出了一种解法,基于求泛函数极值和卡式定理的方法。
第四种理论：符拉索夫提出了一种近似于乌曼斯基第二理论的新算法，自始至终未考虑次生不均匀剪应力对变形的影响,更加简明易懂，但不能进行迭代。
薄壁杆件在工程设计中有着很现实的实用意义，但是出于实用性和简单性，大家一直在沿用错误的乌曼斯基理论，希望能和大家一起探讨一下这些理论的适用方向。。。。

曹东

empty4585 发表于 2013-8-7 14:28
图太多了，看了一部分就不想再看下去了。。。直观印象来看，这些图就是一个个零件或是不同型号分析的主体流 ...

我有一些自己对有限元应用的理解，不妨和你探讨一下，无论是理论基础还是有限元软件的操作都有假设前提的，都是建立在假设基础上的，均匀性，同向性，线弹性，小变形.....任何一个假设对于工程实际都是做不到的；有限元理论是基于变分算法理论的，无论是一类变量还是二类变量甚至三类在解三大方程时都是近似解，间接对原始方程进行求解的积分算法虽然比直接的微分解析法精度有所提高，但是由于人类科学的发展所限，面对非线性不收敛问题时和变分方法一样，加权残值法在方程的解析过程会采用大量的试函数，这些理论基础都无法得到精确地解，有些甚至还处在理论的初级阶段；再说一下软件的操作问题，软件是基于有限元理论的，内部的一些运算实现原理用户是无法搞清楚的，没人搞得清楚网格形式和刚度矩阵还有三大方程的联系；甚至我想连程序开发者对待有些问题上都是云里雾里的，软件更新经常加新的单元，增加新的接触形式，这对于解答新的分析问题固然是好的，但是也无不会让人联想到之前用旧得单元在解答同样问题时对结果可靠性的担心；软件的操作和设置在和理论搭配的是很多主流学者的看法，但是我不以为然，理论很复杂，基于弹性力学的有限元理论不是一般素质基础的工程技术人员能够消化的了的，其次就是理论本身的条件假设和解法的适用对象很难把握，我个人的看法是有条件的单位能够把软件的操作方法分析流程和实现方法与实验结果进行比对，哪种更接近实验结果，这种统筹法一定程度上更适合有限元的应用。

曹东

曹东 发表于 2013-8-9 10:05
我有一些自己对有限元应用的理解，不妨和你探讨一下，无论是理论基础还是有限元软件的操作都有假设前提的 ...

也就是说这需要做大量的分析作为比对样本。。。。。

曹东

最近做的一些新分析。。和大家分享，共同讨论啊

jiyenag

学习了，楼主可不可以介绍下焊缝怎么用接触处理的呢，
用接触和绑定对结果有多少影响

caoyuanlang

话说我也是做起重机设计的，当然，没有楼主那么丰富的工程经验。
才看文章标题的时候，满心期待，觉得在这样一个周末的晚上，还可以学点东西。但是真的像上面某些朋友说的那样，你截图辛苦了，但同时也给我这样满怀学习心情的人一点点幽怨的理由。
还是希望能多一些比较实在的技术指导，而不是一些华而不实的图片。
复杂审核的版主怎么看？能否说说推荐的理由？

324400662

楼主  你整成个PDF把，再配上一定的文字说明，让我们这些菜鸟深入研究下！

hsjmf870407

兄弟，你很厉害，如果你的机型再复杂些就好了，有机会QQ2557066599沟通下，鄙人也是起重机workbench爱好者

wodezhiligao

曹东 发表于 2013-8-9 10:05
我有一些自己对有限元应用的理解，不妨和你探讨一下，无论是理论基础还是有限元软件的操作都有假设前提的 ...

说的真好 看来你是经过思考的~

caoxh

有限元分析是方法，通过阅读楼主的贴图和说明，个人感觉，力学问题在结构设计中是复杂的，多种结构的综合使用在受力分析时是较为困难的，同时注意结构设计必须基于简单的受力分析，这是结构设计的第一步，关于楼主贴出的图，感觉有点炫，个人从事大型结构设计多年，很少能够将主要结构分析做到如此漂亮的，我们分析是有针对性的，在手工计算后不确定或现场使用有异样或设计改型较大时才会做，看楼主所列设备均为常规结构，不需要如此，我提议大家可以讨论结构局部处理加强措施以及效果的监测等等，个人小议，如有不对，尽请理解和纠正。

曹东

这段时间新分析了一个风电安装塔的结构分析，结构侧视剖面属对称结构，变形也正常，但是各臂架交汇处的轴力和弯矩却十分怪异，有很大的奇异；主体结构采用基于铁木辛格梁理论的beam188单元。

mlhuan

通过图片还是可以学到一些东西的，非常感谢。

34818887

楼主你不会是振华港机的吧！

zhanyang

楼上的，你这么一喊谁还敢交流啊！

gaoxunwu

是啊，最好能有一些边界条件的东西

supreme521

你好 能具体谈点关于约束施加方面的么，做分析时感觉很难把握哪里应该施加什么样的约束…

曹东

希望学习起重机有限元优化分析的朋友可以加入本人建立的QQ群：140160132，欢迎大家加入到学习讨论的队伍中。QQ群：140160132

曹东

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