3.分析部分

3.1顯示動力學分析方法

采用顯式動力學分析方法對結構進行分析時，不需要組裝有限元模型整體的剛度矩陣，因此其分析過程中每一步的計算成本比隱式分析方法低，且不需要對每一步分析的結果進行迭代和收斂判斷。因此，對于大變形問題的分析，顯式動力學分析方法更加適用。為了保證顯式動力學分析的結果可以準確模擬有限元模型準靜態工況下的力學響應，需要選取合適的穩定時間增量步。若穩定時間增量步太大，則會導致模型的動能大于內能，結果失真，而穩定時間增量步太小則會導致需要計算的增量步數目過多，計算所花費的時間過長。

3.2面內抗壓性能分析

基于第 2.3 節所闡述的建模方法可以完成三點彎結構的精細化建模。本節采用該精細模型對三點彎結構的面內抗壓性能進行了數值模擬，并將所得結果與文獻結果進行了對比。進行面內抗壓性能模擬的有限元模型尺寸參考文獻，有限元模型幾何結構如圖

3.2.1不同單板模型抗壓性能對比

如圖建立了三種單胞的示意圖，從如下圖所示的截面圖可看到，OCT的截面圖是8根桿匯集在一起的，而FCC和BCC是四根單胞構成的桿件組合在一起的，FCC和BCC之間的不同是由于側面結構的不同，FCC的每個側面還有兩根交叉的桿件：

(a) OCT (b) FCC (c) BCC

自己用表格的形式給下每部分的尺寸	下面是個類似例子

如果做實驗了，就把試驗也放在上面對其進行對比下，我先把帶有試驗的分析給你寫出來，如果用的話你就放在這里，沒用的話就刪除就行了。

基于三種單胞模型，分別做了OCT、FCC、BCC的實驗，得到的結論為OCT>FCC>BCC,通過有限元仿真，將其下端固定約束，上端施加50N的載荷，分別得到如下結果：

(a) OCT (b) FCC (c) BCC

(a)結構分析

桿件的數量影響結構的穩定性，BCC由于桿件數量較多的原因，結構的強度剛度、穩定性都比較好，并且在Mises應力分布中，在相同載荷下，其應力極值為最小，說明結構的穩定性較好。其次由于FCC相較于BCC的桿件數量較多，雖然多于的桿件不在結構的對角線上，但在結構的側面對結構的剛度以及穩定性都起到了較為重要的作用。

(b)結果分析

對比結果表明，數值模擬結果可以準確表征單胞結構在面內側壓荷載作用下的力學響應，并且通過位移云圖可以看出，不同單胞模型之間的位移大小，可以的得到位移的大小為OCT<FCC<BCC，是由于Z方向的位移越小，代表著模型的形變越小，進而保證模型剛度以及穩定性越好，則得出的結論為OCT>FCC>BCC。

單胞類型	OCT	FCC	BCC
位移大小	0.0633	0.0638	0.068

這里還有一個可以分析的點。就是為什么OCT和FCC在數值模擬上的結果會這么接近，猜測應該是由于模型結構導致的

但在相同的側壓荷載情況下，數值模擬結果對應的位移會略微小于試驗結果，造成這種情況的原因可能是試驗過程中夾具與試驗件并非完全理想的緊密貼合，因此造成了位移不匹配，存在大約 3~4mm 的誤差。

(1) OCT的應力應變曲線

(2) FCC的應力應變曲線

(3) BCC模型

模型類型	OCT	FCC	BCC
彈性模量

基于數值模擬與試驗所得載荷-位移曲線可以獲得單胞模型結構面內側壓屈服荷載，本節數值模擬所得面內側壓屈服荷載與試驗結果對比如表 2-8 所示，可以發現，數值模擬所得面內側壓屈服荷載與試驗值一致性較好，相對誤差較小。

3.3.2抗彎性能分析

針對三點彎結構抗彎性能分析采用的有限元模型同樣為第3.31節所述的精細模型，采用三點彎工況分析三點彎結構的抗彎性能。分析三點彎結構抗彎性能的有限元模型長度 l 為 130mm(自己設置下)，其余三點彎結構尺寸參數及材料參數與 2.4.3 節中的面內側壓性能分析模型相同。三點彎有限元模型如圖 2-21 所示，包含兩個部分，分別是三點彎結構的有限元精細模型與進行三點彎加載的剛體壓頭。

圖3-1 三點彎結構有限元模型

圖3-2三點彎支撐點間距示意圖

Job1

Job2

Job3

Job4

模型類型	Job1	Job2	Job3	Job4	Job5
位移值	11.03	10.52	10.39	10.58	10.53

? 模型一是全部選用最差性能的BCC 陣列成50×5×5的梁。

? 模型二是根據文獻改進了單胞的排列方式 紅色區域是OCT 黃色區域是FCC 綠色是BCC。

對應每個模型的這個圖需要列出來，對應好

? 模型3是分層設計 第一層和第五層是OCT 第二層和第四層是FCC 中間一層是BCC

? 模型4是根據模型一的應力分布更改的單胞排布 模型一應力黃色和紅色的地方改成了OCT 其他受應力的地方換成了FCC

? 模型5是模型一的基礎上把所有有應力的地方都改成了FCC 沒有使用OCT

對比分析

可以看到模型一相較于其他模型的位移值較大，說明模型一的剛度較差，抵抗變形的能力較弱，分析其原因是由于組成其模型的單胞結果，其單胞使用為BCC單胞模型，其每個單胞的剛度較差，就導致整理的梁結果剛度較差，

在結果上分析，此模型為三點彎模型，上端受壓，下端受拉，單胞模型的排列規則對模型的強度，剛度以及穩定性有較大的影響。模型二由于下端為OCT，在受拉的地方使用了表現最為良好的單胞 ，提高了模型的穩定性以及剛度。模型三由于分層設計，結構最為合理，因為模型二由于不同單胞的排布是呈現梯形分布的，在進行三點彎受力的時候，容易產生偏應力，但是由于模型三結構特殊性，在頂部和底部受力最大的地方采用了最好的OCT單胞模型，很好的提高了模型的剛度和穩定性。

模型四和模型五類似模型二都是由于排列的不規則性導致其最終受力時，位移極值相較于模型三排列規則的叫大。

Job1

Job2

Job3

Job4

Job5

從能量的角度分析，五個模型的比吸能(吸收的能量除模型質量) ,模型三最好