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關注創建者:匿名網友 創建時間:2021-04-21
開孔薄板的視頻教程
有限元課程(計算力學)合集(包括理論和代碼講解)
桿單元局部坐標變換1 (7) 桿單元局部坐標變換2 (8) 桿單元局部坐標變換3 (9) 二維以及三維坐標變換 (10) 梁單元的推導 (11) 梁單元局部坐標系變換 (12) 等效載荷 (13) 四面體單元的推導 (14) 有限元代碼的講解 (15) 基函數以及形函數的代碼講解 (16) 最小勢能原理 (17) 二維薄板開孔問題
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開孔薄板的實例教程
【問題描述】
一塊開孔薄板,左邊固定,右邊施加1MPa的拉力,求板中的最大應力。
【問題分析】
該問題中存在應力集中,應力集中發生在孔的上下邊沿。
為了得到應力的收斂值,需要對應力集中點反復加密網格,然后對整個板進行計算。對于簡單的問題而言,這種方法是可以的。但是如果板很復雜,這樣反復計算耗時很長。
比較合理的方法是使用子模型法。
經典界面中子模型法操作復雜,而WB則對子模型法提供了完美的支持。本算例說明如何在WB中用子模型法進行操作。
WB中,首先創建粗糙模型并進行分析;
然后拷貝粗糙模型分析系統得到子模型分析系統,并建立粗糙模型與子模型分析系統的關系;
接著修改子模型分析系統中的幾何模型,只取與應力集中點周圍的部分幾何體;
然后導入粗糙模型在切割邊界處的位移,根據此來計算子模型的應力;
對子模型反復加密網格,就可以得到應力集中點的精確解。
【求解過程】
1.分析粗糙模型。
(1)創建靜力學分析系統。
(2)創建幾何模型。
選擇長度單位是毫米,創建一個草圖
然后根據該草圖形成面體。
并設置對該面體進行2D分析。
(3)劃分網格。
自動劃分。此時使用粗糙的網格劃分。
(4)定義邊界條件。
固定左邊線。
右邊線施加1Mpa的均布載荷。
(5)求解并查看應力。
得到X方向的正應力如下圖。
可見,在孔的上下兩邊,應力最大,為2.7Mpa。
那么真正的最大應力是多少呢?
下面使用子模型加密得到。
2.分析子模型。
(1)創建子模型分析系統。
拷貝上述分析系統,得到新的模型分析系統。
建立粗糙模型系統和子模型系統的連接關系,如下圖。
展開 【問題描述】
一塊開孔薄板,左邊固定,右邊施加1MPa的拉力,求板中的最大應力。
【問題分析】
該問題中存在應力集中,應力集中發生在孔的上下邊沿。
為了得到應力的收斂值,需要對應力集中點反復加密網格,然后對整個板進行計算。對于簡單的問題而言,這種方法是可以的。但是如果板很復雜,這樣反復計算耗時很長。
比較合理的方法是使用子模型法。
經典界面中子模型法操作復雜,而WB則對子模型法提供了完美的支持。本算例說明如何在WB中用子模型法進行操作。
WB中,首先創建粗糙模型并進行分析;
然后拷貝粗糙模型分析系統得到子模型分析系統,并建立粗糙模型與子模型分析系統的關系;
接著修改子模型分析系統中的幾何模型,只取與應力集中點周圍的部分幾何體;
然后導入粗糙模型在切割邊界處的位移,根據此來計算子模型的應力;
對子模型反復加密網格,就可以得到應力集中點的精確解。
【求解過程】
1.分析粗糙模型。
(1)創建靜力學分析系統。
(2)創建幾何模型。
選擇長度單位是毫米,創建一個草圖
然后根據該草圖形成面體。
并設置對該面體進行2D分析。
(3)劃分網格。
自動劃分。此時使用粗糙的網格劃分。
(4)定義邊界條件。
固定左邊線。
右邊線施加1Mpa的均布載荷。
(5)求解并查看應力。
得到X方向的正應力如下圖。
可見,在孔的上下兩邊,應力最大,為2.7Mpa。
那么真正的最大應力是多少呢?
下面使用子模型加密得到。
2.分析子模型。
(1)創建子模型分析系統。
拷貝上述分析系統,得到新的模型分析系統。
建立粗糙模型系統和子模型系統的連接關系,如下圖。
上圖意味著要把粗糙模型的分析結果導入到子模型分析系統中。
下面的操作均在子模型分析系統中進行。
(2)創建子模型。
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開孔薄板的最新內容
非線性擬協調固體殼單元的應用
非線性擬協調固體殼單元憑借其高精度、高效率及良好的適應性,在多個工程領域和學術研究中展現出廣泛的應用前景,主要包括以下幾個方面:
(一)幾何非線性問題分析
大變形薄板殼結構
在薄板的大撓度彎曲、薄殼的失穩分析中,非線性擬協調固體殼單元能準確捕捉結構的幾何非線性響應。
一、問題描述
有半徑為a中心孔的均勻薄板受到單軸壓力,應力為1000MPa,中心孔半徑a = 0.5 in., 薄板高2h,寬2w,h = 3 in., w = 6 in., 彈性模量E = 2(10)6 psi,泊松比v=0.3,解決平面應力問題,并將有限元的近似解與基于彈性力學理論的精確解進行對比。
問題 1:梁的撓度計算………………………………………………………………1
問題 2:開孔板受拉力………………………………………………………………12
問題 3:用 ADINA-M 建模計算開孔板受拉力………………………………… 25
問題 4:受彎曲載荷作用的細長桿…………………………………………………32
問題 5:周邊開槽圓棒受彎曲載荷作用………………………………………
金屬沉積型多孔金屬是通過在開孔聚合物泡沫上沉積原子金屬,然后消除聚合物和燒結來創建的。這些金屬的主要特征包括連接孔、高孔隙率和三維網狀結構。多孔材料是一類非常重要的多孔金屬材料,是一種性能優良的新型功能結構一體化材料。在一定條件下使用,其優點是密度低、孔隙率高、比表面積大、孔隙連通性好、結構均勻,這是其他類型的多孔金屬難以達到的。但這一特性也對金屬沉積型多孔金屬的強度產生了一定的限制。
鮑爾環由于環壁開孔,大大提高了環內空間及環內表面的利用率,氣流阻力小,液體分布均勻。與拉西環相比,鮑爾環的氣體通量可增加50%以上,傳質效率提高30%左右。鮑爾環是一種應用較廣的填料。
3、階梯環填料
階梯環填料是對鮑爾環的改進,與鮑爾環相比,階梯環高度減少了一半并在一端增加了一個錐形翻邊。
【問題描述】
一塊開孔薄板,左邊固定,右邊施加1MPa的拉力,求板中的最大應力。
【問題分析】
該問題中存在應力集中,應力集中發生在孔的上下邊沿。
為了得到應力的收斂值,需要對應力集中點反復加密網格,然后對整個板進行計算。對于簡單的問題而言,這種方法是可以的。但是如果板很復雜,這樣反復計算耗時很長。
比較合理的方法是使用子模型法。
測試案例是一個帶開孔的板,一側固支,一側加面外位移1mm,分兩種板厚度進行分析,一種是薄板,一種是厚板,結果如下:
(1)薄板(80mm*30mm*1mm開孔板)
應力水平對比,
(a)單元類型S8R (b) 單元類型S8R5
厚殼模型計算得到的橫向剪切應力如下:
可以看出,對于該薄板問題,橫向剪切應力很小,且主要集中在孔邊和固支端
對于發泡硅膠類材料,還要考慮泡孔的結構(閉孔、開孔、通孔、混合孔)。例如:開孔結構容易進水,不適合做密封;混合孔結構可以用于防水密封、但不能滿足防潮密封;閉孔結構可以達到良好的防塵防水防潮濕等要求。膠黏劑等材料還需要考慮固化的時間等。
閉孔發泡硅膠的防塵防水防潮濕應用,參考文章《閉孔發泡硅膠在電池殼體防潮密封中的應用》。
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變壓器與Power板用薄板隔開
沒加隔板前,整個溫度場分布
加隔板后,整個溫度場分布
由圖可以看見,加隔板后,Power板側的元器件溫升都有所下降了10~20℃。
值得關注的是結構設計值的確定與蒙皮厚度有關(薄板主要考慮穩定性,厚板的主要威脅不是沖擊損傷),圖3所示為不同厚度機翼蒙皮結構確定壓縮設計值的主要考慮因素。