結構分析是什么？

更新時間：2025-03-04

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結構分析是計算被分析結構受到荷載時變化的物理量，并根據計算結果進行評估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想要的結構或對象之前預測結果來降低失敗的風險。

它還為您提供了一些有關如何更好地構建它的提示。結構分析還可以預測難以測試的大型結構的結果。

經常使用結構分析的領域包括汽車開發和生產、建筑和土木工程、金屬加工生產研究以及橡膠產品開發。

結構分析是當前汽車開發中不可少的一項技術。許多部件都采用結構分析來提高駕駛性能、確保安全、節省能源并降低成本。

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、抗震性、抗風性和防火性。在建筑領域，幾乎不可能像使用機械零件那樣制作原型。必須充分利用結構分析。

金屬加工包括塑性加工和壓力加工。過去，高難度產品都是依靠老手的經驗制作的。如今，結構分析的有效運用使得技能的傳承和更先進產品的制造成為可能。

橡膠制品在受到負荷時會發生劇烈變形，并且在變形過程中會與其他產品接觸。在結構分析中，經常使用非線性分析。

結構分析涉及繪制分析對象、剖分網格、建模、輸入物理量、分析、輸出等步驟。

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

分析目標被分解成稱為網格的格子。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。

輸入要分析物體的楊氏模量、比熱、膨脹系數、密度等。這個物理量是事先通過實驗或者其他方法測得的。

分析有多種類型。靜態分析有基于胡克定律f=kx的分析，動態分析有基于牛頓運動方程F=ma的分析。

動態分析涉及時間的概念，可以分為相對簡單的隱式方法和求解復雜的聯立線性方程的顯式方法。

大多數結構分析軟件允許您將分析結果可視化。通過可視化結構，您可以發現被分析物體的位移和力集中的位置。

結構分析有很多種類型。最常見的有以下幾種：

靜態分析計算力作用于結構時的變形和應力。這將為您提供有關如何創建適合零件用途的形狀的提示。

特征值分析計算一個對象的特征值。特征值是發生共振的頻率，可以確定特征值越高，發生共振的可能性就越小。

對于精密設備支架，由于振動會影響其功能，因此我們進行特征值分析，并確定大化特征值的形狀。

熱傳遞分析計算熱量在物體內如何分布。例如，通過計算加熱板上的溫度分布，可以預測溫度均勻性，從而無需制造零件就能實現最佳設計。

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