COSMOS Works两种有限元建模方式数值分析的对比

    四、分析结果对比
   
    在有限元计算后，我们取如图3所示的4个参考点进行应力、位移的研究，同时考虑机身整体的最大应力和缓大位移、两个模型的分析结果对比见表3。其中，装配体模型的等效应力分布云图如图4所示，合位移的结果云图如图5所示，零件模型的等效应力分布云图如图6所示，合位移的结果云图如图7所示。
   

    从上述图示中，我们可以看到最大的应力、位移的数值大小。位置二者十分接近，但在所选的参考点处竺者的的应力有所差异，最小相差11.6%，最大相差31.2%，作者认为这是参考点附近网格剖分的差摊所致，同时装配体的网格模型可以更真实的反映焊接零件之间力流的分布和载荷传递。当然，通过网格细化，哭者在参考点附件的差异会减小。
   
    五、两种有限元模型的优缺点
   
    传统的零件摸型方式分析是许多工程分析人员所熟知的，也是绝大多数分析软件所唯一支持的方式，所以应用比较普遍，造型和前处理花费的时间相对要少;但是对于多种材料、待研究的焊缝位置、以及可能霭要考虑的不同接触面之间的摩擦系数的设置等，需要特殊定义或需要软件提供该项功能方可实现。
   
    COSMOSWorks 对于装配体模型方式的分析，为我们提供了更多的控制选项以及结果显示选顶。
   
    1."经纬"分明的网格模型。我们首先注意到以装配体模型方式进行网格剖分后，每个焊接件之间"经纬"分明，而民接触面之间的节点可以一一对应，这是我们使用零件模型方式来分析装配体结构很难达到的理想网格剖分方式。
    2.更灵活的网格剖分控制。以装配体模型方式进行网格剖分时，不同接触面，不同零件都可以设置不同的单元大小公差值等，使得我们可以对复杂模型的控制更灵活。对模型细节之处的研究更方便。
    3.不同摩擦系数设置。同2中一样，不同接触面，不同零件之间，还可以设定不同的摩擦系数，这样既使分析工况和实际工况更接近，也使得前处理的工作最大大减轻。
    4.不同材料设置。如结构使用了多种材料，在传统的零件分析方式中，必须通过指定单元和材料属性(有时还要指定实常数)等来给指定单位设置不同的材料，所以前处理的工作量较大。而在装配体模型方式中，一种材料就对应这个零件或一组零件，可以零件为对象，一次选择一个零件或一组零件来设置材料，这个一作一般1一2分钟就可以完成，显然速度要大大快于零件模型的分析方式。
   
    分析结果如图8所示的爆炸图。利用SolidWorks对装配体管理的功能，先对装配体中所研究的零部件定义爆炸方式，并使用该爆炸图;然后在COSMOS Works的结果查看中，可以爆炸的方式显示各个零部件，这样对于焊缝位置，或零件之间的接触面的研究提供了很大便利。
   
    六.应用建议
   
    根据上述分析情况的对比，结合SolidWorks和C05MOS Works的功能特点，就结构件在准备有限元模型时提出了一些建议。
   
    1.如果已有结构件的三维几何模型，且设计时就是按照焊接等方式装配的，则采用装配体模式进行分析;
    2.在进行新产品的方案设计阶段，如结构件中仅使用一种材料，宜采用单零件模式进行分析，可加快三维建模的进度。
    3.为获得某零件的详细分析结果，如焊缝处分析，或考虑多种材料等，宜采用装配体模式进行分析，便于前处理中灵活的控制。