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COSMOS是SRAC（structuralresearch&analysiscorporation）公司推出的一套功能強(qiáng)大的微機(jī)版的有限元分析軟件。它在SolidWorks的環(huán)境下為設(shè)計工程師提供了比較完整的分析手段。COSMOSWorks是COSMOS的一個非常重要的模塊，能夠進(jìn)行靜力分析、頻率分析、熱分析、和設(shè)計優(yōu)化。
COSMOSWorks完全集成于SolidWorks中，為設(shè)計工程師在SolidWorks的環(huán)境下，提供比較完整的分析手段。分析模型和分析結(jié)果及SolidWorks共享一個數(shù)據(jù)庫，在幾何模型上，可直接定義載荷和邊界條件，設(shè)計的數(shù)據(jù)庫也會相應(yīng)地自動更新。計算結(jié)果也可以直觀地顯示在SolidWorks精確的設(shè)計模型上。
COSMOSWorks是世界上最快的有限元分析軟件，這是由于它采用了FFE（fastfiniteelement）快速有限元算法技術(shù)，F(xiàn)FE算法是工程設(shè)計分析人員的分析利器。
SRAC公司的快速有限元算法（FFE）比較突出的原因如下：
（1）快速有限元算法參考以往的有限元求解算法經(jīng)驗，以C＋＋語言重新編寫程序，程序代碼中盡量減少循環(huán)語句，且引入當(dāng)今世界范圍內(nèi)軟件程序設(shè)計新技術(shù)的精華，故極大提高了求解器的速度；
（2）快速有限元算法使用新的技術(shù)開發(fā)、管理其資料庫，使程序在讀、寫、打開、保存資料及文件時，能夠大幅提升速度；
（3）快速有限元算法按獨(dú)家數(shù)值分析經(jīng)驗，搜索所有可能的預(yù)設(shè)條件組合（經(jīng)過大型復(fù)雜運(yùn)算測試無誤者）來解題，故在求解時快速而能收斂。
傳統(tǒng)的方法在分析裝配體時是先把零件拆散,然后一個個分別處理，耗時耗力，又存在計算結(jié)果不精確的缺點(diǎn)。COSMOSWorks提供了多場/多組件的復(fù)雜裝配分析，從而大大簡化工程師的勞動，使得分析能夠更好地模擬真實情況，結(jié)果也就更精確。另外，COSMOSWorks含有精確應(yīng)力分析模塊（AccuStress），這是精確應(yīng)力計算中一個有著劃時代意義的工具，象征著一個過渡期的劃分網(wǎng)格新技術(shù)。在局部區(qū)域網(wǎng)格劃分更細(xì)密，以提供更精確的應(yīng)力計算結(jié)果進(jìn)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化。
傳統(tǒng)的方法是分離成多個問題來解決：拆散裝配體、人工計算每個零件所受的反力，然后分開分析各個零件。缺點(diǎn)是明顯的，沒有裝配的特性、沒有零件和零件的相互作用、繁瑣的人工處理過程，費(fèi)時費(fèi)力。而新的方法是直接對裝配體分析，整體地劃分單元網(wǎng)格，只需在裝配體上指定整體載荷和邊界條件，可賦予各個零件不同的材料性質(zhì)，只一次進(jìn)行求解。用這種方法容易定義問題，從而快速分析裝配體，并獲得精確的分析結(jié)果。
應(yīng)用實例
搖枕是鐵路車輛轉(zhuǎn)向架上最主要的承載部件，車體全部重量作用在搖枕的心盤與旁承上，而搖枕又將載荷通過彈簧作用在構(gòu)架上，或通過彈簧作用在搖動臺上，并通過吊桿作用在構(gòu)架上。搖枕主要材料為鑄鋼，但其上面的各種吊座、承載座又是低合金鋼。基于搖枕結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、材料的多樣性，多年來對其有限元分析始終不盡人意，并與試驗結(jié)果差距較大。圖是某寬軌鐵路客車搖枕，其主體為鑄造的箱形魚腹梁結(jié)構(gòu)，在搖枕的兩端設(shè)有安裝垂向減振器的安裝座，內(nèi)部有縱向加強(qiáng)板，搖枕上焊有牽引拉桿座和旁承座。本文運(yùn)用SolidWorks三維造型軟件生成了搖枕裝配體結(jié)構(gòu)模型。該裝配體中包括3個子裝配體，25個獨(dú)立零件。
計算載荷的確定和強(qiáng)度評定方法參照EN13749-2005《鐵道應(yīng)用—輪對和轉(zhuǎn)向架—規(guī)定轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)要求的方法》以及TB/T1335-1996《鐵道車輛強(qiáng)度設(shè)計及試驗鑒定規(guī)范》的有關(guān)內(nèi)容，將載荷按不同的方案組合，確定出適用于搖枕靜強(qiáng)度分析的超常荷重和運(yùn)用荷重下計算載荷的多種工況，在這里取運(yùn)用荷重下的兩種工況加以舉例說明。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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