结构分析是什么？

结构分析是计算被分析结构受到荷载时变化的物理量，并根据计算结果进行评估和分析的一系列过程。

计算的物理量包括变形、内力（应力）、热量和振动频率。结构分析的目的是通过在实际创建想要的结构或对象之前预测结果来降低失败的风险。

它还为您提供了一些有关如何更好地构建它的提示。结构分析还可以预测难以测试的大型结构的结果。

结构分析应用程序

经常使用结构分析的领域包括汽车开发和生产、建筑和土木工程、金属加工生产研究以及橡胶产品开发。

1. 汽车

结构分析是当前汽车开发中不可少的一项技术。许多部件都采用结构分析来提高驾驶性能、确保安全、节省能源并降低成本。

2. 建筑与土木工程

在建筑和土木工程领域，结构分析用于设计各种建筑物的强度、抗震性、抗风性和防火性。在建筑领域，几乎不可能像使用机械零件那样制作原型。必须充分利用结构分析。

3.金属加工

金属加工包括塑性加工和压力加工。过去，高难度产品都是依靠老手的经验制作的。如今，结构分析的有效运用使得技能的传承和更先进产品的制造成为可能。

4.橡胶制品

橡胶制品在受到负荷时会发生剧烈变形，并且在变形过程中会与其他产品接触。在结构分析中，经常使用非线性分析。

结构分析原理

结构分析涉及绘制分析对象、剖分网格、建模、输入物理量、分析、输出等步骤。

1.绘制要测量的对象

利用CAD等软件绘制分析目标。我们主要使用 3D CAD。如果您使用 CAD，我们建议您检查 CAD 文件格式是否与您使用的结构分析软件兼容。

2. 切割网格

分析目标被分解成称为网格的格子。必须小心，因为这种分解的准确性会影响计算的准确性和速度。

3.建模

对分析对象进行建模。通常将每个网格的边界表面视为弹簧。

4. 输入物理量

输入要分析物体的杨氏模量、比热、膨胀系数、密度等。这个物理量是事先通过实验或者其他方法测得的。

5. 分析

分析有多种类型。静态分析有基于胡克定律f=kx的分析，动态分析有基于牛顿运动方程F=ma的分析。

动态分析涉及时间的概念，可以分为相对简单的隐式方法和求解复杂的联立线性方程的显式方法。

6.输出

大多数结构分析软件允许您将分析结果可视化。通过可视化结构，您可以发现被分析物体的位移和力集中的位置。

结构分析的类型

结构分析有很多种类型。最常见的有以下几种：

1.静态分析

静态分析计算力作用于结构时的变形和应力。这将为您提供有关如何创建适合零件用途的形状的提示。

2. 特征值分析

特征值分析计算一个对象的特征值。特征值是发生共振的频率，可以确定特征值越高，发生共振的可能性就越小。

对于精密设备支架，由于振动会影响其功能，因此我们进行特征值分析，并确定大化特征值的形状。

3.传热分析

热传递分析计算热量在物体内如何分布。例如，通过计算加热板上的温度分布，可以预测温度均匀性，从而无需制造零件就能实现最佳设计。