什么是結構分析？

更新時間：2024-08-13

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結構分析是對被分析結構施加荷載時發生變化的物理量進行計算，并根據計算結果進行評價和分析的一系列過程。

計算的物理量包括變形、內力（應力）、熱量和振動頻率。結構分析的目的是通過在實際創建您想要創建的結構之前預測結果來降低失敗風險。

您還可以獲得有關如何創建更好的結構的提示。結構分析還可以預測無法輕易測試的大型結構的結果。

結構分析通常用于汽車開發和生產、建筑和土木工程、金屬加工生產研究以及橡膠產品開發等領域。

結構分析是現代汽車開發。許多零件都采用結構分析來提高運動性能、確保安全、節省能源、降低成本。

在建筑和土木工程領域，結構分析用于設計各種建筑物的強度、抗震、抗風、防火等。在建筑領域，像機械零件那樣制作原型幾乎是不可能的。必須有效地使用結構分析。

金屬加工包括塑性加工和壓力加工。過去，高難度的產品都是通過老手的經驗創造出來的。如今，通過有效利用結構分析，可以傳承技能并創造更復雜的產品。

橡膠制品在承受載荷時會發生顯著變形，變形還涉及與其他產品的接觸。非線性分析常用于結構分析。

結構分析工作按以下步驟進行：繪制分析目標、切割網格、建模、輸入物理量、分析和輸出。

使用CAD等軟件繪制分析目標。主要使用3D CAD。如果您使用 CAD，我們建議檢查 CAD 文件格式是否與您使用的結構分析軟件兼容。

將分析目標分解為稱為網格的網格。必須小心，因為這種分解的準確性會影響計算的準確性和速度。

對分析對象進行建模。通常將每個網格的邊界表面視為彈簧。

輸入分析對象的楊氏模量、比熱、膨脹系數、密度等。這個物理量必須通過實驗預先測量出來。

有幾種類型的分析。有基于胡克定律 f=kx 的靜態分析，以及基于牛頓運動方程 F=ma 的動態分析。

動態分析涉及時間概念，可分為相對簡單的隱式方法和求解復雜聯立線性方程的顯式方法。

大多數結構分析軟件都可以可視化分析結果。通過可視化，您可以發現待分析對象的位移以及集中受力的位置。

結構分析有多種類型。代表性的如下。

靜態分析計算向結構施加力時的變形量和應力。您可以獲得有關如何創建適合零件使用方式的形狀的提示。

特征值分析計算對象的特征值。特征值是發生共振的頻率，特征值越高，發生共振的可能性越小。

由于振動會影響精密設備框架的功能，因此我們進行特征值分析并確定形狀，以使特征值盡可能高。

傳熱分析計算熱量在物體中的分布情況。例如，通過計算加熱板的溫度分布，可以預測溫度均勻性，從而無需制造零件即可實現最佳設計。

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