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交通指示标杆及有限元法的专题综述

www.bysj580.com / 2019-06-10
交通指示标杆及有限元法的专题综述
前言:
   交通指示标杆是一个重要的结构形式之一,反映着一个区域的政治、经济、文化。采用精确的有限元分析方法对施工过程中因结构变化的各种受力状态进行细致的分析。随着世界日益激烈的竞争,每个民族和个人都应该提高自身的素养,国与国的竞争的核心已经变成了技术的竞争。有限元分析法是解决实际问题的重要方法之一,通过学习研究有限元分析法可以将理论与实际相结合,有效的提高应用能力,使所学的知识得以运用。
国外背景及研究现状:
有限元法是随着的电子计算机的发展而逐步发展起来的一种弹性力学问题的数值求解方法,它起源于固体力学,应用于飞机结构的静,动态特性分析中,用以求解结构的变形,应力等。由于这种方法有效可靠,有限元法的分析对象开始从线性问题扩展到非线性问题,从弹性材料扩展到塑型,粘弹性和复合材料,从连续体扩展到非连续体,应用也逐步扩展到流体力学、热传导、电磁学、声学、生物力学等不同领域。其基本思想是将结构离散化,用有限个容易分析的单元来表示复杂的单元。应用特点如下:对于复杂几何构型的适应性,对于各种物理问题的可能应用性,建立于严格理论基础上的可靠性,适合计算机的高效性。
有限元法的发展和计算机技术的提升,使得有限元分析的软件和CAD系统关系更加紧密甚至有一体化的趋势,所以在工程领域的有限元分析方法和科研它被普遍使用。国际社会在60年代初,已经投入了大量的人力和物力,开发出功能强大的有限元分析程序。1966年一个由美国计算科学和贝尔航空系统公司委托国家航天局开发的NASTRAN有限元分析系统。20世纪70到80年代是有限元分析软件迎来高速发展的时期,美国的ANSYS、德国的ASKA、英国的PAFEC、法国的SYSTUS等软件不断更新功能强大的新版本。从结构分析的有限元分析软件应用扩展到各种物理场,从线性到开发的非线性分析分析,从单一的分析,到2个及其以上耦合场的发展。20世纪90年代后期有限元分析软件发展更加完善,在有限元单元类型,非线性分析,场分析,设计优化和数值方法有很大的改善和提高,预处理和后处理更强大的和简单,用户有良好的互动界面,同时还提供了CAD软件(如solider,NX等)接口,界面会自动转换成适合有限元分析程序。1981年有限元系统引进ADINA非线性结构分析程序,解决长久以来困扰大家的工程难题。工程师们开始认识到有限元分析软件确实是工程师分析计算机技术应用的重要工具。
国内背景及研究现状:
冯康在1965年发表了《基于变分原理的差分格式》,这篇论文是国际学术界承认我国独立发展有限元方法的主要依据。70年代以来,随着计算机的发展,有限元理论和应用研究也随之活跃起来。
但是从总体而言,国内的有限元分析还在初级阶段,国内有限元发展状况如下:
(1)不成规模,各自为战
具体表现为用户占有率少,国际几大软件市场占有率达 90%以上,国内软件公司普遍规模小,没有实力对国内行业标准进行规范,形成一个各自为战的局面。
(2)功能单一,领域狭窄
国内软件往往针对一个行业或较为单一功能进行深入研究,注重于实用性。在许多行业领域,国产软件仍然是个盲区,其市场全部为国外软件所占领。
(3)扩展性差,移植性差
由于软件架构设计的差异,导致了我国绝大部分科学计算软件可扩展性差甚 至不具备可扩展性,在操作系统平面方面,往往也仅依赖于某种平台,因此难以 适应广泛的移植行要求。绝大部分科学计算软件均难以给客户提供一个简单的脚本类的二次开发环境。
总结:
随着国内市场经济的不断深人发展,产品竞争日益激烈,提高产品质量的着眼点之一,。另一方面,国家产品出口比率要加大,出口产品更要讲究质量,这就迫使生产厂加大投入,走技术路线。国内一些有远见的企业家和科学院、研究所等已经开始引入或者自己开发的专用软件,获得了巨额的经济效益和巨大的社会影响力。随着计算机的发展,有限元网格可以越来越密进行划分,越来越多的节点,使得有限元模型,以及它与实际结果结果倾向于接近,以便设计项目结构既轻便的和安全的和合理的。
 
参考文献:
[1] 高耀东,郭喜平等.ANSYS机械工程应用25例[M].北京:电子工业出版社,2007-03.
[2] 王庆五,左昉,胡仁喜. ANSYS10.0机械设计高级应用实例(第二版)[M].北京:机械工业出版社,2006-01. 
[3] 王新敏.ANSYS结构分析单元与应用[M].北京:人民交通出版社,2009-03.
[4] 纪兵兵,陈金瓶.ANSYS ICEM CFD网格划分技术实例详解[M].北京:中国水利水电出版社,2010-07.
 
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