大型振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，為減小模型誤差，提高計(jì)算精度及可靠性，采用 以下幾種方法。
    （1）提高單元階次
    插值函數(shù)階次增加更能逼近復(fù)雜的真實(shí)函數(shù)，幾何離散誤差也較線性單元小。
    振動(dòng)篩分機(jī)的側(cè)板和小側(cè)板的動(dòng)應(yīng)力特性比較重要，形狀也比較復(fù)雜，因此劃分網(wǎng) 格采用 10 節(jié)點(diǎn)四面體結(jié)構(gòu)實(shí)體單元 SOLID92（如圖 5-2），它是在三維線性四面體 單元的基礎(chǔ)上建立起來的一種高階單元。與 4 節(jié)點(diǎn)的四面體單元相比，10 節(jié)點(diǎn)四面 體單元更適合于精度要求較高、邊界較為復(fù)雜的模型。

    振動(dòng)篩分機(jī)的橫梁和超靜定結(jié)構(gòu)中的六根管梁也是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)關(guān)注的部 件，為保證求解精度，采用 20 節(jié)點(diǎn)六面體單元 SOLID95，如圖 5-3 所示。該單元 是在 8 節(jié)點(diǎn)六面體單元的基礎(chǔ)上建立起來的一種高階單元，與 8 節(jié)點(diǎn)的六面體單元 相比，20 節(jié)點(diǎn)的六面體單元更適合于精度要求較高的模型。

    對(duì)于大型振動(dòng)篩的關(guān)鍵部位，采用高階單元，插值函數(shù)是二次函數(shù)，則誤差和 收斂速度的量級(jí)為 3 O ( h )，收斂速度比 4 節(jié)點(diǎn)的四面體單元和 8 節(jié)點(diǎn)六面體單元收 斂速度 2 O ( h )快一倍。
    （2）減小單元尺寸
    減小單元尺寸，相當(dāng)于增加了單元的數(shù)量，可使有限元解收斂于精確解。單元 尺寸減小時(shí)，單元的插值函數(shù)和邊界能夠逼近結(jié)構(gòu)的實(shí)際場(chǎng)函數(shù)和實(shí)際邊界，物理 和幾何離散誤差都將減小�？梢杂糜诳刂凭植拷Y(jié)構(gòu)細(xì)化，獲得精確的解。
    由于振動(dòng)篩分機(jī)整體的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，建立模型后，對(duì)整體結(jié)構(gòu)采用減小單元尺寸 的方法，會(huì)導(dǎo)致單元數(shù)量龐大，計(jì)算速度緩慢。對(duì)于不重要的結(jié)構(gòu)，采用這種方法， 精度提高的有限，顯得不經(jīng)濟(jì)。對(duì)于比較重要的結(jié)構(gòu)如側(cè)板、橫梁、激振軸等，在 劃分網(wǎng)格設(shè)定單元尺寸時(shí)，先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定單元尺寸，分析計(jì)算結(jié)果；減小單元尺 寸，再進(jìn)行計(jì)算，比較兩次計(jì)算結(jié)果的差別。如發(fā)現(xiàn)局部誤差稍大，則再細(xì)化局部 網(wǎng)格，再次計(jì)算。直到符合要求，從而保證有限元模型計(jì)算精度的要求。
    （3）劃分規(guī)則的單元形狀
    單元形狀的好壞將影響模型的局部精度，如果模型中存在較多的形狀較差的單 元，則會(huì)影響整個(gè)模型的精度。
     對(duì)于計(jì)算中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位，如兩根激振梁上的激振器位置，彈簧支撐 與篩板接觸的部分等，選用規(guī)則的六面體單元，單元的各個(gè)面都是四邊形，規(guī)整度 較高；對(duì)于四面體單元，避免三角形單元的畸變，保證單元各個(gè)內(nèi)角相差不大，以 得到較好的形狀，從而減少單元內(nèi)部應(yīng)力的誤差。
    （4）建立與實(shí)際相符的邊界條件
    如果模型邊界條件與實(shí)際工況相差較大，計(jì)算結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，所以 建模時(shí)應(yīng)盡量使邊界條件值與實(shí)際值相一致。為了減少邊界條件的誤差，建立有限 元模型時(shí)，直接在 ANSYS 中建立有限元結(jié)構(gòu)模型，減少了由其它 CAD 軟件導(dǎo)入ANSYS 中的一些誤差；對(duì)于結(jié)構(gòu)件之間的相互作用，如管梁與側(cè)板連接處法蘭盤 的處理，考慮法蘭盤的剛度，引入虛梁，將質(zhì)量視為零，只考慮其剛度，作用是既 可以將擾力傳遞到篩體結(jié)構(gòu)上，又不增加結(jié)構(gòu)的質(zhì)量而改變結(jié)構(gòu)的固有特性；把軸 承簡(jiǎn)化為套筒結(jié)構(gòu)，將激振力沿激振方向均布在軸承內(nèi)表面，激振力經(jīng)軸承傳給側(cè) 板，使力學(xué)模型很好地反應(yīng)結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀況。
    對(duì)于螺栓連接，按實(shí)際情況考慮的話，需要建立完整的螺栓連接的模型，螺母 與法蘭進(jìn)行接觸分析，采用預(yù)緊單元 prets179，墊片采用 inter194。單個(gè)的螺栓有限 元模型（四分之一）如圖 5-4（a）所示。考慮到整個(gè)模型的復(fù)雜性，多個(gè)螺栓連接 的精確分析模型，會(huì)造成有限元單元的急劇增加和局部網(wǎng)格的畸變，最終導(dǎo)致有限 元模型無法求解，因此要簡(jiǎn)化螺栓連接。本文將螺栓簡(jiǎn)化為 Beam 梁?jiǎn)卧�，螺栓連 接的關(guān)系簡(jiǎn)化為多點(diǎn)約束單元 MPC，最后在螺栓的端點(diǎn)施加約束，將其固定。梁?jiǎn)?元的截面就是螺栓的截面，MPC184 為約束單元，其單元屬性為剛性梁，簡(jiǎn)化的螺 栓連接有限元模型如圖 5-4（b）所示。經(jīng)過簡(jiǎn)化后，結(jié)構(gòu)能很好的反映出螺栓及螺 栓連接的關(guān)系，得到較好的結(jié)果。

    （5）有限元模型計(jì)算單元的選擇
    該振動(dòng)篩分機(jī)屬于一個(gè)空間板梁組合結(jié)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)以自同步方式驅(qū)動(dòng)安裝在主梁 上的激振器產(chǎn)生激振力，使振動(dòng)篩作與水平方向成45 o 的直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)振動(dòng)篩進(jìn)行 有限元分析，主體結(jié)構(gòu)采用三維實(shí)體單元 SOLID95、SOLID92，彈簧結(jié)構(gòu)采用彈簧 單元 COMBINE14，將激振器簡(jiǎn)化為集中質(zhì)量單元 MASS21。