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關注創(chuàng)建者:王靖雯 創(chuàng)建時間:2023-03-07

ansys薄板厚板殼單元的實例教程
板殼彎曲理論簡介
1. 板殼分類
按板面內特征尺寸與厚度之比劃分:
當 L/h < (5~8) 時為厚板,應采用實體單元。
當 (5~8) < L/h < (80~100) 時為薄板,可選 2D 實體或殼單元
當 L/h > (80~100) 時為薄膜,可采用薄膜單元。
殼類結構按曲率半徑與殼厚度之比劃分:
當 R/h >= 20 時為薄殼結構,可選擇薄殼單元。
當 6 < R/h < 20 時為中厚殼結構,選擇中厚殼單元。
當 R/h <= 6 時為厚殼結構。
上述各式中 h 為板殼厚度, L 為平板面內特征尺度,R 為殼體中面的曲率半徑。
2. 薄板理論的基本假定
薄板所受外力有如下三種情況:
① 外力為作用于中面內的面內荷載。彈性力學平面應力問題。
② 外力為垂直于中面的側向荷載。薄板彎曲問題。
③ 面內荷載與側向荷載共同作用。
所謂薄板理論即板的厚度遠小于中面的最小尺寸,而撓度又遠小于板厚的情況,也稱為古典薄板理論。
薄板通常采用 Kirchhoff-Love 基本假定:
① 平行于板中面的各層互不擠壓,即 σz = 0。
② 直法線假定:該假定忽略了剪應力和所引起的剪切變形,且認為板彎曲時沿板厚方向各點的撓度相等。
③ 中面內各點都無平行于中面的位移。
薄板小撓度理論在板的邊界附近、開孔板、復合材料板等情況中,其結果不夠精確。
3.
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(一般而言,當零部件的尺寸大于材料標準測試樣件時,零部件的表面或內部缺陷發(fā)生的概率會增加,從而導致零部件尺寸越大,疲勞壽命越低)
對與規(guī)則幾何形狀的零部件,有相應的經(jīng)典公式提供特征尺寸的計算;例如圓形細長桿的特征尺寸是直徑;薄板零部件的特征尺寸是板厚等;但是實際工作中的零部件幾何形狀千差萬別,沒有統(tǒng)一的經(jīng)典公式可以提供特征尺寸的計算;在FKM手冊中給出了一個通用公式,用于估計零部件疲勞危險區(qū)域的局部特征尺寸
屈曲一般發(fā)生在細長壓桿或者薄板等結構件中。生活中有很多這樣的例子,譬如帳篷的支架在大力下或者頂端放個重包突然失去支撐能力,導致帳篷坍塌,又譬如空的易拉罐用手指按壓時,按壓點會癟下去,力比較小時,易拉罐外殼還能恢復,當指力足夠大時,易拉罐外殼就直接現(xiàn)成一個永久的坑了。
車架主體采用薄板件焊接而成,因此采用殼單元來模擬,焊縫連接為將殼單元作延申相交處理,中回座圈采用六面體模擬,支腿搭接處采用MPC滑移面進行模擬,有限元模型見圖1:</p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
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車架主體采用薄板件焊接而成,因此采用殼單元來模擬,焊縫連接為將殼單元作延申相交處理,中回座圈采用六面體模擬,支腿搭接處采用MPC滑移面進行模擬,有限元模型見圖1:
圖1 車架有限元模型
材料
材料許用應力包含拉伸、壓縮、彎曲的許用應力,具體參考GB3811-2008以下兩種情況進行計算:
(1)對于屈強比σs/σb<0.7,許用應力為鋼材屈服點
一期一會 | 什么是顯式動力學?6個月前
在金屬成形階段,剛性工具將金屬彎曲、使金屬薄板成形,這是FEA顯式動力學方法的理想應用領域。反之,對于回彈和熱處理等持續(xù)時間更長的工藝,最好通過隱式分析來求解。因此,工程師可以使用工作流程,將仿真從顯式工具(如LS-DYNA軟件)傳輸?shù)皆摴ぞ叩碾[式求解器,或傳輸?shù)讲煌能浖茫ㄈ?em>Ansys Mechanical結構FEA軟件)。
Goldak 是體熱源且前后不對稱;面熱源多用于薄板近表面近似
9. 參考參數(shù)與推薦文獻
Goldak J., Chakravarti A., Bibby M., A new finite element model for welding heat sources, Metallurgical Transactions B, 1984.
但國外商軟的VOF方法會導致粘度的急劇變化并且會產生更厚的界面(至少兩個單元)。因此,界面單元進行數(shù)值計算的流體物理性質不同,這將導致界面的厚度會影響相之間的剪切應力的傳遞。
我們進一步對泡狀流的工況提取了氣體入口的截面流動情況,以描述兩款軟件計算得到的流場和界面剪切應力的差異(圖7)。通過比較表明,使用國外商軟可以獲得更平滑的速度場變化。
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