Ansys工程机械CAE应用白皮书
摘要
正文
在工程机械领域，CAE技术已得到广泛而成功的应用，作为功能最全面、最有效高效也是全球用户数目最多的Ansys软件，在Caterpillar、JohnDeere、LIEBHERR、ARDEN、三一重工、中联重科、JCB、VOLVO、小松（Komatsu）、BOBCAT、Letourneau、metso、上海港机、振华港机和华南船机等国内外知名的工程机械厂的设计和制造中已得到广泛应用。
目录
Ansys与工程机械
Ansys提供丰富的CAD接口
工程机械结构静力学分析
工程机械结构动力学分析
工程机械结构疲劳分析
工程机械的机构运动分析
工程机械的绳索分析
工程机械的倾覆分析
岩石、混凝土切割分析
工程机械相关的离散元分析
工程机械领域的CFD仿真
工程机械领域的多学科仿真
工程机械电气化分析
工程机械中的EMC
Ansys在工程机械领域的应用展示
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Ansys提供丰富的CAD接口
Ansys是一个综合的分析系统，致力于全方位地解决企业产品设计、研制和改进中遇到的问题，在工程机械领域拥有广泛的拥护群，也积累了很多的成功应用经验，下面就具体介绍一下Ansys软件在工程机械的产品设计和制造过程中所能发挥的作用。
合适的CAE软件或CAE解决方案应该满足下列的要求：
• 分析结果准确，结算的结果应该真正对设计研发起到真正的作用；
• 具有优化设计功能；
• 方便易用，CAE软件必须工程化；
• 与现有CAD软件之间的无缝连接。
目前，工程机械生产商使用了多种三维CAD设计软件，Ansys有与所有流行CAD软件的双向接口，这样CAE软件和CAD软件之间实现完全无缝的连接。而且可以将CAE分析的结果传递给CAD软件，这样使优化结果直接产生为CAD模型，对企业研发来讲非常方便。
工程机械结构静力学分析
工程机械在整个作业循环过程中受到的载荷包括结构本身的自重，物料的重量，运行的牵引、制动和回转惯性力。
通过Ansys的静力分析可以让设计人员对所设计的结构在每种工况所确定的载荷的作用下其结构的强度、刚度及屈曲稳定性情况有一个全面而准确的了解。根据计算所得到的结构上各处位移和应力的分布结果结合相应的设计标准或规范，判断所设计的结构可靠性和经济性，在此基础上进行改进或优化设计，从而避免某些结构或零部件由于过大的应力或压曲失稳而损坏、并控制机械结构整体及其零部件的刚性性能。
另外，对于那些所受应力较小、结构材料利用不充分的区域可以结合加工和制造工艺的实际情况进行材料板厚减薄、截面尺寸减小等，从而达到设计阶段的成本降低控制。
整个机械是由多个部件通过螺栓、铰链、齿轮等装配而成，局部区域的准确分析就不能忽略各部件间的接触关系，Ansys由于有强大而容易实现的自动面面接触和点面接触这种复杂的非线性分析功能，以及螺栓、连杆、绳索等专用单元，因而可对由螺栓、紧固、捆绑或销钉等方式连接起来的整体结构进行准确的分析，从而得到可靠结论，这是Ansys软件的一个独特的功能。
工程机械结构动力学分析
工程机械结构在工作过程中承受一定的动态激励载荷。可以采用Ansys的瞬态(时程)分析来定量地确定机械结构能否承受这些载荷、承载寿命是多少等。同时，Ansys的谐波响应分析、单点和多点响应谱分析、随机振动分析等动态分析功能可以以非常简便的方式来计算出机械系统各部件在上述激励载荷作用下的响应问题。对挖掘和装载机械设备而言，司机室在工作过程中的振动频率和幅值都应控制在一定的范围内，以免影响司机的工作效率，通过Ansys的动力学分析就能够求得司机室在工作过程中的频率和幅值响应，进而来判断司机室结构动态设计的合理性。
