上连杆在框架断路器操作机构的连杆结构中具有典型性，因此选择框架断路器上连杆为研究对象，使用ADAMS软件和ANSYS有限元软件计算机构运动过程中上连杆的应力应变，并比较ADAMS软件模态综合法和ANSYS有限单元法的计算结果。图3-8显示了ANSYS有限元软件有限单元方法计算出的t=0.0274s时刻，上连杆应力应变分布云图和3567号节点的应力应变时间历程曲线，可见上连杆的应力集中主要发生在内侧弯曲处，并与ADAMS软件刚柔耦合方法的计算结果吻合较好。......
2023-06-15
动态应力应变的计算方法优化
【摘要】：断路器操作机构的疲劳问题主要是由闭合与分断过程中的动态应力应变引起，因此对断路器操作机构疲劳寿命评估的前提是分合闸过程中零部件动态应力应变的准确计算。动态应力应变的计算基于柔性体的瞬态动力学分析，瞬态动力学分析是用于确定结构在承受任意随时间变化的载荷时的动力学响应的一种方法。常用的瞬态动力学求解方法包括：完全法、缩减法、模态叠加法，本章中柔性体应力应变的计算使用模态叠加法。
断路器操作机构的疲劳问题主要是由闭合与分断过程中的动态应力应变引起，因此对断路器操作机构疲劳寿命评估的前提是分合闸过程中零部件动态应力应变的准确计算。动态应力应变的计算基于柔性体的瞬态动力学分析，瞬态动力学分析是用于确定结构在承受任意随时间变化的载荷时的动力学响应的一种方法。
瞬态动力学的基本运动方程：
式中 [M]——质量矩阵；
[C]——阻尼矩阵；
[K]——刚度矩阵；
{u}——节点位移矢量；
——节点速度矢量；
——节点加速度矢量。
在任意时刻t，这些方程可看作是一系列考虑了惯性力
和阻尼力
的静力学平衡方程。
常用的瞬态动力学求解方法包括：完全法、缩减法、模态叠加法，本章中柔性体应力应变的计算使用模态叠加法。模态叠加法是通过对模态分析得到的振型乘上因子并线性叠加来计算结构的响应，在有限元计算中，它比完全法和缩减法更快，开销更小。
传统的ANSYS软件和ADAMS软件刚柔耦合混合动力学仿真分析流程如图3-1a所示，其使用ADAMS软件基于模态叠加法计算柔性体的动态应力应变。同时ADAMS软件提供了软件接口，可以将柔性体受到的载荷（*.LOD文件）输出到ANSYS软件有限元软件，进行更细致的应力应变分析，如图3-1b所示，其使用ANSYS软件基于有限单元法计算柔性体的动态应力应变。由于ADAMS输出的载荷文件通过Marker点确定柔性体的载荷信息，所以这种方法仅适用于操作机构中不发生碰撞的零件。
图3-1 刚柔耦合动力学模型仿真分析流程
a）ADAMS软件计算应力应变 b）ANSYS软件计算应力应变
基于ADAMS软件计算柔性体应力应变的刚柔耦合仿真分析具体步骤如下：
（1）建立柔性体有限元模型
将待分析的模型文件（*.x_t）导入ANSYS软件中，首先确定单元类型并定义材料属性，接着对模型进行网格剖分，由于过多的网格数量将使得模态文件非常大，而过少的网格数量将影响模态分析的精度，因此网格单元的大小是决定模态文件生成质量的一个重要因素。
（2）输出ADAMS软件需要的MNF文件
在完成网格剖分并建立了刚性连接区域以后，利用ANSYS软件中的宏命令可以对柔性体的有限元模型生成模态中性文件（*.mnf），此模态中性文件包含了柔性体的质量、质心、转动惯量、频率和振型等信息。
（3）建立刚柔耦合仿真分析模型
在断路器刚体动力学模型的基础上，通过ADAMS/Flex模块引入柔性体的模态中性文件，并替代刚性体零件，添加柔性体与其他零部件之间的约束后，可以进行断路器的刚柔耦合混合动力学仿真分析。
（4）结果后处理
仿真完成以后，通过调用ADAMS/Durability模块可以读取柔性体的应力应变结果并进行云图显示。
基于ANSYS软件计算柔性体应力应变的仿真分析方法，需要将ADAMS软件中柔性体的载荷（*.LOD）输出到ANSYS有限元软件并进行求解，如图3-1b所示。通过比较两种方法的计算结果，可以验证基于模态综合法计算柔性体应力应变的准确性。
有关低压断路器的建模仿真技术的文章
- 详细阅读
-
应力/应变测试简介详细阅读
预计出最大应变力的变形位置及变形形式，根据测试要求选定测试点。2）如果最大应力点的位置难以确定，或者为了了解截面应力分布规律和曲线轮廓段主应力过渡情况，可在截面上或者过渡段上比较均匀地布置5～7个测点。在已知主应力方向的情况下，应尽量保证贴片方向的一致性。......
2023-06-28
-
应力与应变的关系探析详细阅读
图2-8 切应力和切应变的方向a）切应力方向 b）切应变方向由上述可知，应力状态与应变状态具有相似性。对于应力与应变的关系，不妨从方向和大小两方面进行叙述。首先讨论应力方向与应变方向之间的关系。对切应力和切应变，可用图2-8来表示。而对于正应力和正应变的方向，就不是这样简单了。......
2023-06-26
-
拉深变形中毛坯的应力应变分析详细阅读
根据拉深过程中毛坯各部分的应力状况的不同，将其划分为五个部分。图4-34所示为圆筒形件在拉深过程中的应力与应变状态。以后σ1max又随着拉深的进行逐渐减小。综合以上分析可知，拉深时毛坯各区的应力、应变是不均匀的，且随着拉深的进行时刻在变化，拉深件的壁厚也是不均匀的。......
2023-06-26
-
模型验证及应力-应变曲线比较详细阅读
图8－32三种网格密度图网格一；网格二；网格三图8－33三种网格密度时的破坏路径网格一；网格二；网格三图8－34 所示为基于8.1.2 节中模型一计算和实验测量得到应力－应变曲线。计算结果与实测结果［23］吻合得较好。实验和计算的抗拉强度分别为11.43 MPa 和12.2 MPa。通过计算结果与实验结果的比较，验证了计算中采用的材料本构关系和参数。图8－34计算和实验得到的应力－应变曲线......
2023-06-27
-
结构力学：桁架多点应力应变测试及计算详细阅读
通过实验测试与理论计算结果的对比分析，验证“理想桁架”假设。根据理想桁架计算所得的内力是“主内力”，而由节点刚性等因素而引起的内力是“次内力”，在节点荷载作用下杆件内力以轴力为主，将节点简化为理想的铰接点是合理的。要求小组分工协作。考核报告质量、答辩及回答问题情况。......
2023-08-30
-
中长杆临界应力计算方法详细阅读
上面指出，欧拉公式只适用于大柔度杆，即临界应力不超过材料的比例极限。这类压杆属于临界应力超过比例极限的压杆稳定问题，其临界应力一般用由试验所得到的经验公式来计算，常用的有直线形经验公式和抛物线形经验公式。这是因为当临界应力达到材料的受压极限应力时，压杆已因为强度不足而破坏。......
2023-08-26
-
LabVIEW程序：动态调用的优化策略详细阅读
只有第4个问题是专门针对两个程序而言的，在LabVIEW中这种不同程序之间的相互调用称之为“程序的动态调用”。因此，LabVIEW不允许具有相同名字的VI同时载入内存中，即使这些VI存储在不同的路径中。LabVIEW本身就是一种多线程设计的语言。LabVIEW提供了多种动态调用的方式，从底层而言是通过VI服务器技术实现的。图5-42所示为LabVIEW中函数选板的“编程”→“应用程序控制”选板，动态调用所使用的节点都位于这个选板。......
2023-07-02
相关推荐