ANSYS网格划分精度对薄板结构应力及位移影响分析

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ansys分析

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对薄板的有限元分析意义的几何形状和加载方式等因素有关。

反映局部应力增高程度的参数有理论应力集中因数,它是峰值应力和不考虑应力集中时的名义应力的比值,它恒大于1且与载荷的大小无关。

对受单向均匀拉伸的无限大薄板中的圆孔,它等于3。

板是主要的工程构件,弹性矩形薄板是土木工程、地下建筑工程和水利工程中较为常用的一种结构形式,尤其是矩形薄板应用更为普遍.目前,求解此类问题的方法主要有两大类,即解析法和数值法.解析法主要有叠加法、富里哀级数法;数值法主要有有限单元法.各种解析法中都要事先选定挠度函数,而这些函数的选取具有一定的任意性,无确定的规律可循.众所周知,寻求一般边界件下矩形板的精确解是相当困难的.本文中利用ansys软件对矩形薄板进行有限元分析,得到数值解,不仅效率高,而且精度、准确度也大为的提高,为工程应用提供可借鉴的方法。

基本数据一个有中心圆孔的薄板,厚度为0.01mm,在其两端承受均补载荷为0.5MPa,薄板的弹性模量为69GPa,泊松比为0.3.求薄板内部的应力场。

模型的草图如图示分析步骤1.建立工作文件名和工作标题。

(1)在file-Change Jobname的文本框中输入工作名称EXERCISE2点击ok键结束。

(2)在file-Change tile对话框输入STRESS ANALYSIS IN SHEET点击ok键结束。

2.定义单元类型。

选择菜单main menu:preprocessor-Element Typle-Add/Edit/Delete命令点击Add按钮,选择Structure Solid ,Quad 8node83在Element typle reference number文本框输入1,点击ok结束。

再点击Close按钮关闭对话框,点击SA VE-DB按钮存盘。

3.定义材料性能参数。

步骤如图示。

4.创建几何模型、划分网格。

第一步如图是:第二步如图示:第三步如图示:第四步在main menu:preprocessor-Numbering Ctrls-comprocess numbers-laber Item to be ompressd 下列表框选择All点击ok按钮结束该对话框。

基于ANSYS的有限宽板孔边应力集中分析

基于ANSYS的有限宽板孔边应力集中分析
σ 图5 x 等值线 ( R0 = 1 m)
4 结论
圆孔附近发生了明显的应力集中现象 ,且孔径越小应力集中越明显 ,应力突然变大的趋势越快 . 参考文献 :
[1 ] 徐芝纶 . 弹性力学简明教程 : 第 2 版 [M] . 北京 : 高等教育出版社 ,1993. [2 ] 王国强 . 实用工程数值模拟技术及其在 ANSYS 上的实践 [M] . 西安 : 西北工业大学出版社 ,1999. [3 ] 刘 波 ,曹晓东 . 平板中心圆孔边应力集中的有限之分析 [J ] . 石油化工设备技术 ,2004 ,25 (5) :20~23. [4 ] 朱晓东 ,覃启东 . 基于 ANSYS 平台含圆孔薄板的应力集中分析 [J ] . 苏州大学学报 ( 工科版) ,2004 ,25 (5) :20~23. [5 ] 张胜明 . 基于有限元软件 ANSYS/ 7. 0 的结构分析 [M] . 北京 : 清华大学出版社 ,2003.
图1 带孔平板
第 1 期 张宁锋 : 基于 ANSYS 的有限宽板孔边应力集中分析 ・35 ・
析中采用八节点实体单元 PLANE82 ,单元属性设置为 Plane stress w/
thk ,弹性模量和泊松比分别为 200 GPa 和 0. 3 ,边界条件为 x = 0 , UX = 0 ; y = 0 , UY = 0 . 在板远端作用有沿 x 轴方向的 100 MPa 的均匀
( 上接第 19 页)
参考文献 :
[1 ] BARTTREPAK,辛晓英 . 虚拟红外防盗报警器 [J ] . 家庭电子 ,2001 , (10) :33~34. [2 ] 魏立君 ,韩华琦 . 1COM S40000 系列 60 种常用集成电路的应用 [M] . 北京 : 人民邮电出版社 ,1995. [3 ] 蔡凡弟 . 门窗监控远距离转发报警器 [J ] . 电子世界 ,1999 , (10) :28~31. [4 ] 赵建华 ,张荷芳 ,李 静 . 门窗监控远距离转发报警器 [J ] . 现代电子技术 ,2001 , (8) :37~39. [5 ] 李建华 . 实用遥控器原理与制作 [M] . 北京 : 人民邮电出版社 ,1996.

ANSYS分析报告

ANSYS分析报告

ANSYS分析报告引言:1.问题描述:在这个分析中,我们将研究一个承重结构的稳定性。

该结构由一根钢杆和两个支撑点组成,其中一端支撑固定,另一端加有外部力。

我们的目标是确定结构在受力情况下的位移和应力分布,并评估结构的稳定性。

2.建模与加载条件:我们使用ANSYS软件对该结构进行三维建模,并为其设置了适当的边界条件和加载条件。

钢杆的材料参数和几何尺寸通过实验测定获得。

加载条件设为一端受到垂直向下的力,同时另一端固定。

我们采用静态结构分析模块进行分析。

3.结果与分析:经过ANSYS分析,我们获得了结构的位移和应力分布情况。

在受力情况下,钢杆的位移主要集中在受力一侧,而另一侧的位移较小。

应力分布也呈现相似的趋势,受力一侧的应力较大,而另一侧的应力较小。

这是由于外部力对结构的影响导致结构发生变形。

4.结构稳定性评估:在评估结构的稳定性时,我们对结构进行了稳定性分析。

通过计算结构的临界载荷,我们可以确定结构在受力情况下的稳定性。

根据计算结果,结构的临界载荷大于所施加的外部力,说明结构是稳定的,不会发生失稳现象。

5.敏感性分析:为了进一步评估结构的性能,我们进行了敏感性分析。

通过改变结构的材料参数和几何尺寸,我们得到了不同条件下结构的位移和应力分布。

根据敏感性分析结果,我们发现结构的位移和应力对材料的弹性模量和截面尺寸非常敏感。

较高的弹性模量和更大的截面尺寸会使结构更加稳定。

结论:通过ANSYS软件进行的分析,我们得到了结构在受力情况下的位移和应力分布,并评估了结构的稳定性。

我们发现外部力对结构的位移和应力分布有明显的影响,但结构仍然保持稳定。

此外,结构的性能对材料参数和几何尺寸非常敏感。

综合分析结果,我们可以优化结构设计,以提高结构的稳定性和性能。

以上是对ANSYS分析报告的一个简单写作示例,可以根据实际情况进行适当调整和修改。

ANSYS网格划分浅谈

ANSYS网格划分浅谈

ANSYS网格划分浅谈在本学期,我们学习了CAX这门课程。

通过对这一门课程8周的学习使我对本模块的认识和了解有了一种新的看法。

在老师的认真教育和带领下把我们引入了一个新的领域。

在CAX这个领域中包括CAD CAM CAE CAPP等的各项技术,这些技术都是将理论知识和计算机辅助集合在一起的新兴工业工程技术,是要将理论和实践的学科。

在下面我主要将我这段学习期间对于ANSYS软件的学习中关于有限元网格划分的一些认识和经验做个报告总结。

1、ANSYS网格划分简述ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。

由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发,它能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换,如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I-DEAS, AutoCAD等,是现代产品设计中的高级CAD工具之一。

ANSYS有限元网格划分是进行数值模拟分析至关重要的一步,它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。

在划分网格前,用户首先需要对模型中将要用到的单元属性进行定义。

在ANSYS中,大家知道,网格划分有三个步骤:定义单元属性(包括实常数)、在几何模型上定义网格属性、划分网格。

单元属性主要包括:单元类型、实常数、材料常数。

典型的实常数包括:厚度、横截面面积、高度、梁的惯性矩等。

材料属性包括:弹性模量、泊松比、密度、热膨胀系数等。

ANSYS网格划分的指导思想是首先进行总体模型规划,包括物理模型的构造、单元类型的选择、网格密度的确定等多方面的内容。

在网格划分和初步求解时,做到先简单后复杂,先粗后精,2D单元和3D单元合理搭配使用。

为提高求解的效率要充分利用重复与对称等特征,由于工程结构一般具有重复对称或轴对称、镜象对称等特点,采用子结构或对称模型可以提高求解的效率和精度。

利用轴对称或子结构时要注意场合,在进行模态分析、屈曲分析整体求解时,则应采用整体模型,同时选择合理的起点并设置合理的坐标系,可以提高求解的精度和效率,例如,轴对称场合多采用柱坐标系。

ANSYS网格划分详细介绍

ANSYS网格划分详细介绍

ANSYS网格划分详细介绍众所周知,对于有限元分析来说,网格划分是其中最关键的一个步骤,网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。

在ANSYS中,大家知道,网格划分有三个步骤:定义单元属性(包括实常数)、在几何模型上定义网格属性、划分网格。

在这里,我们仅对网格划分这个步骤所涉及到的一些问题,尤其是与复杂模型相关的一些问题作简要阐述。

一、自由网格划分自由网格划分是自动化程度最高的网格划分技术之一,它在面上(平面、曲面)可以自动生成三角形或四边形网格,在体上自动生成四面体网格。

通常情况下,可利用ANSYS的智能尺寸控制技术(SMARTSIZE命令)来自动控制网格的大小和疏密分布,也可进行人工设置网格的大小(AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令)并控制疏密分布以及选择分网算法等(MOPT命令)。

对于复杂几何模型而言,这种分网方法省时省力,但缺点是单元数量通常会很大,计算效率降低。

同时,由于这种方法对于三维复杂模型只能生成四面体单元,为了获得较好的计算精度,建议采用二次四面体单元(92号单元)。

如果选用的是六面体单元,则此方法自动将六面体单元退化为阶次一致的四面体单元,因此,最好不要选用线性的六面体单元(没有中间节点,比如45号单元),因为该单元退化后为线性的四面体单元,具有过刚的刚度,计算精度较差;如果选用二次的六面体单元(比如95号单元),由于其是退化形式,节点数与其六面体原型单元一致,只是有多个节点在同一位置而已,因此,可以利用TCHG命令将模型中的退化形式的四面体单元变化为非退化的四面体单元,减少每个单元的节点数量,提高求解效率。

在有些情况下,必须要用六面体单元的退化形式来进行自由网格划分,比如,在进行混合网格划分(后面详述)时,只有用六面体单元才能形成金字塔过渡单元。

对于计算流体力学和考虑集肤效应的电磁场分析而言,自由网格划分中的层网格功能(由LESIZE命令的LAYER1和LAYER2域控制)是非常有用的。

ANSYS机械结构设计 第5节-二维薄板平面应力分析

ANSYS机械结构设计 第5节-二维薄板平面应力分析

第5节 二维薄板平面应力问题5.1 问题描述设有图5-1所示的正方形薄板,在对角线顶点作用有沿厚度均匀分布载荷,其合力为2 N ,板厚为1单位,为简单起见令弹性模量E=1、泊松比µ=0。

用有限元法求该方板的变形。

由于该正方形板的几何形状和受载情况对称于板的两对角线,因此只需取其1/4代替整个板的计算,并作出图5-2的计算模型。

坐标系的原点取在方板的中心,x 和y 轴分别取在板的水平和竖直的对称面上。

由于对称面上的各节点没有垂直于对称面的位移,故设置支杆约束其一个方向的位移。

这是一个平面应力问题。

u 前处理1) 确定分析标题Utility Menu: File →Change Title …×1Ø键入标题:Finite Element Analysis of Thin Plate ×2ØOK2) 设置菜单偏好根据分析问题的学科性质过滤在分析过程中出现的GUI 。

在“Preferences ”对话框中选择“Structural ”项,完全屏蔽所有其他与Thermal 、Electromagnetic 、Fluid 有关的菜单项。

因为我们的例子中仅涉及结构分析。

Main Menu: Preferences … ×1Ø仅仅打开“Structural ”菜单过滤 ×2ØOK123) 定义单元类型:Main Menu: Preprocessor通过键盘命令直接添加单元类型,在ANSYS 窗口输入下面命令并按回车键。

ET, 1, PLANE42<回车>本例使用ANSYS 提供的PLANE42单元,该单元是ANSYS 早期开发的,已经逐步被淘汰。

如果直接通过图形用户界面(GUI)是不能找到该单元类型的。

执行了上面的命令后,我们可以通过GUI 可以检查其特性。

Main Menu: Preprocessor →Element type →Add/Edit/Delete 可以发现PLANE42单元类型已经存在。

基于ANSYS和实验的悬臂薄板模态分析

基于ANSYS和实验的悬臂薄板模态分析摘要:运用ANSYS 软件对某悬臂薄板进行了模态分析,得到了悬臂薄板的前10阶固有频率和振型,确定了悬臂薄板的振动特性,模态分析提供了研究各种实际结构振动的一条有效途径,从而为以后应用过程中提供了依据。

关键词:Ansys模态分析悬臂薄板振型悬臂薄板的固有特性,在一定程度上可以模拟和反应航空发动机叶片的固有特性。

因而,研究悬臂薄板的固有特性在航空领域具有很重大的意义。

鉴于发动机叶片的振动疲劳故障的不断出现,发动机叶片的振动问题越来越得到研究学者的关注。

叶片是航空发动机的重要零、部件之一,其工作可靠性直接影响发动机的正常运行和飞行安全。

在一般情况下,叶片属于无限寿命设计的零件,即在发动机全寿命期间,叶片不会因为到寿而损坏。

但是在航空发动机的工作过程中,叶片起着气体热能、压力能与气体动能相互转化媒介的作用。

鉴于此特殊功能的关系,叶片的承载情况十分复杂,工作条件十分恶劣。

其承受较高的离心力、气动力、振动应力、温度应力和介质等的综合作用[1]。

因此,对悬臂薄板的研究在航空领域具有重大的意义。

1 悬臂薄板有限元分析在SOLID单元分析中,分别建立体模型、面模型,以便分析不同的网格划分方式对结果的影响;在SHELL单元分析中,建立面模型进行分析,利用单元不同的厚度实常数设置对悬臂薄板的厚度进行分析。

对于薄板结构,可以使用SOLID45、SOLID95、SOLID185、SOLID186等类型的单元进行建模。

SOLID45和SOLID185用于建立三维实体结构模型。

该单元由八个节点定义,每个节点有3个自由度:节点坐标系的x、y、z方向的平动。

定义好材料属性后就要对模型进行网格划分。

网格划分时网格密度要选择适中,太密影响分析模型的速度,太疏降低分析的精度[2]。

根据上述悬臂薄板有限元建模方法建立响应的计算模型,采用Block Lanczos方法进行模态分析。

2 模态分析模态分析需要指定模态提取方法,模态提取阶数,模态扩展的阶数、和求解频率范围等。

ANSYS基础教程——应力分析报告

ANSYS基础教程——应力分析关键字:ANSYS 应力分析 ANSYS教程信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享应力分析是用来描述包括应力和应变在内的结果量分析的通用术语,也就是结构分析,应力分析包括如下几个类型:静态分析瞬态动力分析、模态分析谱分析、谐响应分析显示动力学,本文主要是以线性静态分析为例来描述分析,主要内容有:分析步骤、几何建模、网格划分。

应力分析概述·应力分析是用来描述包括应力和应变在内的结果量分析的通用术语,也就是结构分析。

ANSYS 的应力分析包括如下几个类型:●静态分析●瞬态动力分析●模态分析●谱分析●谐响应分析●显示动力学本文以一个线性静态分析为例来描述分析步骤,只要掌握了这个分析步骤,很快就会作其他分析。

A. 分析步骤每个分析包含三个主要步骤:·前处理–创建或输入几何模型–对几何模型划分网格·求解–施加载荷–求解·后处理–结果评价–检查结果的正确性·注意!ANSYS 的主菜单也是按照前处理、求解、后处理来组织的;·前处理器(在ANSYS中称为PREP7)提供了对程序的主要输入;·前处理的主要功能是生成有限元模型,主要包括节点、单元和材料属性等的定义。

也可以使用前处理器PREP7 施加载荷。

·通常先定义分析对象的几何模型。

·典型方法是用实体模型模拟几何模型。

–以CAD-类型的数学描述定义结构的几何模型。

–可能是实体或表面,这取决于分析对象的模型。

B. 几何模型·典型的实体模型是由体、面、线和关键点组成的。

–体由面围成,用来描述实体物体。

–面由线围成,用来描述物体的表面或者块、壳等。

–线由关键点组成,用来描述物体的边。

–关键点是三维空间的位置,用来描述物体的顶点。

·在实体模型间有一个内在层次关系,关键点是实体的基础,线由点生成,面由线生成,体由面生成。

·这个层次的顺序与模型怎样建立无关。

关于ANSYSmesh网格的精度和一些误区

关于ANSYSmesh网格的精度和一些误区1.ANSYS MESH 网格的一些误区尽管当前出现了不少使用无网格方法的FEA及CFD代码,但是网格划分依然是大多数CAE工作者们最重要的工作任务,对于高质量网格生成的重要性怎么强调都不过分。

但是如何生成高质量的或更精细的网格呢?查看网格生成软件所输出的网格质量报告是最基本的方式,使用者还需要对网格是否适用于自己的物理问题做出自己的判断。

不幸的是,使用者对于“好网格”存在很多的误区。

如今已经很难在工程学科中找到关于网格划分方面的课程,数值算法在大多数工程学科中成了选修课程。

因此,新生代CAE使用者对于网格在CAE系统中的工作机理方面的欠缺也不足为怪了。

这里有5个最主要的误区1:好的网格必须与CAD模型吻合越来越多的CAE使用者来自于原来的设计人员,他们在CAD方面受到了良好的培训,因此他们倾向于CAE模型体现所有的几何细节特征,他们认为更多的细节意味着计算结果能够更加贴近于真实情况。

然而这种观点是不正确的,好的网格是能够解决物理问题,而不是顺从CAD模型。

CAE仿真的目的是为了获取物理量:应力、应变、位移、速度、压力等。

CAD模型应当是从物理对象中提取的。

大量与物理问题不相干的或对于仿真模型影响较小的细节特征在建立CAD模型之前就应当进行简化。

因此,了解所仿真的系统中的物理细节是最基本的工作任务。

好的网格应当简化CAD模型并且网格节点是基于物理模型进行布置。

这意味着:只有在充分了解所要仿真的物理系统前提下才可能划分出好的网格。

误区2:好的网格一直都是好的我们经常看到CAE使用者花费大量的心血在改变网格尺寸、拆解几何及简化几何上,以期能够获得高质量的网格。

他们仔细的检查网格生成软件输出的网格质量报告,这是很有必要的。

但是这事儿做得太过也不一定好,因为好的网格也不一定永远都好,网格的好与坏,还取决于要仿真的物理问题。

例如,你生成了一套非常好的网格,其能够很好的捕捉机翼的绕流,能够很精确的计算各种力。

ansysworkbench后处理中各种应力结果的应用意义

ANSYS WORKBENCH后处理中各种应力结果的应用意义(2013-11-28 18:40:34)转载▼分类:CAE标签:ansys上篇说明了各种应力结果的含义,这里再看一个实际的例子,并考察ANSYS WORKBENCH在后处理中的各种云图显示效果。

几何模型如下图在左边和下边施加无摩擦支撑,右边施加水平向右的分布力系,载荷集度为1MPa.划分网格后得到的有限元模型如下现在考察X方向正应力的各种结果。

(1)未均匀化的节点应力解【评】在每一个单元内部,先得到积分点的应力后,外推得到各个节点处的应力。

观察尖角处可以看到,在节点的四周颜色并不一样,这意味着在同一个节点处会有几个应力出现。

所以每个点的应力呈现为多值性。

这里的应力是最初计算出来的应力,相对比较准确。

(2)均匀化后的节点应力解【评】均匀化后,我们可以看到,每个节点处只有一个颜色,此时一个节点只有一个应力值。

(3)节点的最大应力差【评】该值总是正数,因为是用节点应力的最大值减去最小值得到的。

我们可以发现,在尖角处,应力差很大,这意味着,从不同的单元在递推该节点的应力时,值相差很远。

显然,该图是很有用处的,它反映了应力梯度在哪个节点上最大,这正是应力集中发生的地方。

(4)节点的应力分数【评】我们可以看到,应力分数有正有负,这是因为它是由(3)/(2)后得到的。

虽然(3)总是正数,但是(2)则有正有负。

该值是一种相对误差的概念,意味着当节点取得平均应力后,其误差是多大。

该值的绝对值越大,则意味着平均化导致的误差越大。

(5)单元内部节点的最大应力差【评】它意味着单元内部的应力梯度。

该值越大,意味着该单元自身内部应力变化很大,这也意味着该单元应该进一步细分才能得到更正确的结果。

(6)单元内部节点的平均应力(7)单元内部节点的应力分数【评】它同样是一个相对误差的概念。

意味着单元取得平均值后的误差。

该值的绝对值越大,同样意味着单元值平均化后导致的单元应力误差越大。

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4结论
(1)利用ansys对薄板结构进行计算分析时,不同的网格划分精度板壳产生的最大位移与最大应力不同,但数值相差不大。
(2)利用ansys对薄板结构进行计算分析时,在网格Байду номын сангаас分类型相同的条件下,其计算出的最大位移与应力随板壳单元网格划分精度的增大而增大,但增长幅度较小。
参考文献
[1]高秀华,张小江,王欢,等.有限单元法原理及应用简明教程[M].北京:化学工业出版社,2011:108-124.
由图2、图3、图4可知,在网格划分精度为0.05m、0.1m、自由划分的情况下,其对应的最大位移分别为0.13776,0.13744,0.13727,三者相差不大。网格划分时,最小划分精度为自由划分,最大划分精度为0.05m,由此可以看出利用ansys对薄板结构进行计算分析时,其最大位移随板壳单元网格划分精度的增大而增大,但增长幅度较小。
板壳单元的力学模型取为结构单元的中性面,即以各中性面来代表为不同厚度的板或壳单元的组合体。在工程有限元法的软件设计中,常常将板壳结构划分为薄板、厚板以及壳单元。
根据以往经验,薄壁实体在ansys中用实体单元进行计算分析往往得到的结果不准确,误差太大,应采用与结构相匹配的单元进行计算分析。本文以薄板结构为例,采用板壳单元shell61,网格划分类型为计算结果精度较高的四边形进行分析,比较采用板壳单元shell61进行网格划分其网格划分精度对薄板结构最大位移计应力的影响。
由图5、图6、图7可知,在网格划分精度为0.05m、0.1m、自由划分的情况下,其对应的最大应力分别为2.69E9,2.33E9,2.65E9,三者相差不大。网格划分时,最小划分精度为0.1m,最大划分精度为0.05m,由此可以看出利用ansys对薄板结构进行计算分析时,其最大应力随板壳单元网格划分精度的增大而增大,但增长幅度较小。
ANSYS板壳单元网格划分精度对薄板结构位移及应力影响分析
摘要:板壳结构在工程上有着十分广泛的应用,对某些结构采用板壳单元进行分析往往能得到足够的精度和良好的效果。但不同的网格划分精度对结果会产生不同的影响。本文依据某实例采用三种不同网格划分精度对薄板结构的应力及位移的影响进行了分析,得出在ansys软件中采用板壳单元shell61对薄板结构进行计算分析时,网格划分类型相同的条件下,其计算出的最大位移与应力随板壳单元网格划分精度的增大而增大,但增长幅度较小。
关键词:ansys;板壳单元;薄板结构;应力位移;影响分析
1.引言
搬壳结构在工程上应用十分广泛。例如,航天航空工业中的飞机、火箭、宇宙飞船;石油化工的罐体容器;工程机械起重设备的箱体、臂架结构等。对某些结构采用板壳单元进行分析计算,能得到足够的精度和良好的效果。应用壳单元可以模拟板壳结构,该结构一个方向的尺度(厚度)远小于其它方向的尺度,并忽略沿厚度方向的应力。
3.1网格划分精度对位移的影响分析
选取图1(a)为研究对象,将在网格划分精度为0.05m、0.1m以及自由划分的条件下产生的最大位移结果云图进行对比分析,得图2、图3、图4。
图2.网格划分精度为0.05m条件下位移结果图
图3.网格划分精度为0.1m条件下位移结果图
图4.网格划分精度为自由划分条件下位移结果图
本文以图1为例,利用ansys对其结构利用有限单元法计算其位移与应力。确定结构为薄板结构,单元类型选为板壳单元shell61,分析网格划分精度为0.05m、0.1m、以及自由划分条件下对结构计算位移与应力的影响。
3.网格划分精度对位移与应力的影响分析
该板壳结构选取单元类型为shell61,网格划分类型为四边形,按薄板进行计算。弹性模量为2.1e11,泊松比为0.3,假设重力为0。分别计算薄板结构在不同网格划分精度条件下产生的位移及应力,将其进行对比分析,从而得出板壳单元采用不同网格划分精度对薄板结构位移与应力的影响。
2.分析方案
2.1分析对象
本文以正方形薄壁桶和圆形薄壁桶(图1)为分析对象,利用ansys软件采用有限单元法对其进分析。其中两桶长均为6m,正方形薄壁桶横截面边长为1m,圆形薄壁桶横截面直径为1m,两桶壁厚均为0.004m,远小于其横截面边长和桶长,属于薄板结构。
(a)(b)
图1.分析对象
2.2分析方法
3.1网格划分精度对应力的影响分析
选取图1(b)为研究对象,将在网格划分精度为0.05m、0.1m以及自由划分的条件下产生的最大应力结果云图进行对比分析,得图5、图6、图7。
图5.网格划分精度为0.05m条件下应力结果图
图6.网格划分精度为0.1m条件下应力结果图
图7.网格划分精度为自由划分条件下应力结果图
板壳结构是指板的厚度t与其他两个方向的尺寸相比小得多。与平面问题的平板不同,板壳结构的板可以是平板,也可以是单曲面或双曲面板。同时,可以承受任意方向的载荷,也就是既有作用在平面内的载荷,又有作用垂直于平面的载荷。
一般板壳结构处于三维应力状态。结构是否为板壳问题,需要确定厚度与其它方位尺寸的比值,若介于1/80~1/10可归结为薄板(壳)问题,若介于1/10~1/5之间属于厚板(壳)问题,若大于1/5则不属于板壳结构问题。
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