abaqus模擬圓孔結構中應力集中分析

1.問題描述 

abaqus模擬圓孔結構中應力集中分析的圖1
abaqus模擬圓孔結構中應力集中分析的圖2

圖4-1 模型圖

2.建立模型以及邊界條件的設置

(a)模型中涉及到一個圓角的建立 ,以及圓孔位置的確定彈性模量E=21000Mpa,泊松比 v=0.3。


abaqus模擬圓孔結構中應力集中分析的圖3

圖4-2 建立的有限元模型

圖4-2 建立的有限元模型

(b)支架有兩種工況:

1.      桿件的一端受到y軸負向的集中力 2KN,其 大小隨時間變化 。

2.      支架的自由端在局部區域受到均布切力36MPa。


abaqus模擬圓孔結構中應力集中分析的圖4

圖4-3 邊界條件的設置


abaqus模擬圓孔結構中應力集中分析的圖5

圖4-4 邊界條件的設置

3.網格劃分

有限元方法的基本思想是將結構離散化,即對連續體進行離散化,利用簡化幾何單元來近似逼近連續體,然后根據變形協調條件綜合求解。所以有限元網格的劃分一方面要考慮對各物體幾何形狀的準確描述,另一方面也要考慮變形梯度的準確描述。為正確、合理地建立有限元模型,這里介紹劃分網格時應考慮的一些基本原則。

此模型的重點在要對模型進行分割,保證網格數量,網格密度,單元階次,單元形狀等吻合網格劃分的規則 。


abaqus模擬圓孔結構中應力集中分析的圖6

圖4-5 網格劃分

4..工況對比

模型要求的兩個載荷,設置在了兩個分析步中,對比了 step-1傳遞到step-2的此種情況,和step-1不傳遞到step-2的兩種情況。


abaqus模擬圓孔結構中應力集中分析的圖7

(a)step-1傳遞到step-2                                 (b)step-1不傳遞到step-2

圖4-6 后處理結果圖

5.結論和心得

模型中的網格劃分的質量以及網格的密度對于模型計算的準確性的影響極大,以及單元的設置對模型的影響也很大,比如非協調單元可以增強單元位移梯度的附加自由度引入一階單元,從而可以克服完全積分一階單元的剪力自鎖。一次積分以及二次積分也對模型的準確值有影響 ,此模型我用的一次減縮積分,保證模型準確性的前提下提高計算效率。方法就發鏈接付款時間了房間精密的網絡,使用縮減積分仍然有體積自鎖的網格,比如彈性材料完全進入塑性階段。即使使用了雜交單元一次三角形或者四面體,對于近似采用不可壓縮材料,如果沒有物理機制的變形采用全積分單元發生體積自鎖。


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