梁殼建模的案例
天方地圓結(jié)構(gòu)-梁殼單元建模實例！再次驗證應(yīng)力奇異的可怕性！
模型的建立-梁殼單元建模注意事項
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筆者近期遇到了一臺特殊結(jié)構(gòu)的設(shè)備，有四段不同截面形式的殼體組成：最上段為矩形截面殼體，第二段為長寬逐漸變小的矩形截面殼體過渡段，第三段為天方地圓結(jié)構(gòu)的過渡段，第四段為圓筒形截面殼體，而且在每一段殼體上外圍都分布有角鋼加強圈。因其結(jié)構(gòu)的特殊性和非規(guī)則性，如果以實體單元建模，工作量很大，最重要的是天方地圓結(jié)構(gòu)似乎無法采用實體單元建模，但如果采用梁殼單元建模的話似乎就容易很多，而且可以完美的采用梁單元來建立外壓加強圈，于是梁殼單元的模型如下圖所示：
采用梁殼單元建模的注意事項：
1. 采用線體建梁的時候，需要給線體賦予截面形狀和尺寸；
2. 采用面體的時候，需要給面體賦予厚度屬性；
3. 線體和面體都具有一定的方向，一定要注意方向賦予的正確性；
4. 可通過“view cross section solids”顯示梁的模型，而面的模型只有在網(wǎng)格劃分之后才會顯示，在網(wǎng)格劃分之前無法顯示厚度，所以最終檢查模型的時候，需要劃分一下網(wǎng)格之后再檢查。
網(wǎng)格劃分注意事項
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相較于實體單元，采用殼單元建模的時候網(wǎng)格劃分就變得簡單很多，不需要對體進行過多的切分操作成全部可掃掠的體，只需要對不同的體通過“body sizing”進行體的網(wǎng)格尺寸控制就可以了，網(wǎng)格劃分后的模型如下圖：
網(wǎng)格劃分注意事項：
1. 最重要的一點是實現(xiàn)網(wǎng)格節(jié)點的共享，實體建模的時候只需通過“form new part”操作便可實現(xiàn)網(wǎng)格節(jié)點的共享，而采用梁殼單元僅僅通過“form new part”操作是不能實現(xiàn)網(wǎng)格節(jié)點共享的；
2.
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可結(jié)合免費教學(xué)視頻（共10講）操作和練習(xí) http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10015
視頻1主要內(nèi)容
啟動Workbench；Workbench各模塊與求解器列表；調(diào)用靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析流程；DM幾何模型導(dǎo)入；啟動分析向?qū)?；定義和指定材料；網(wǎng)格劃分；載荷與約束；求解與后處理；變形與應(yīng)力查看
視頻2主要內(nèi)容
DM導(dǎo)入外部幾何模型文件；幾何模型修復(fù)；二維草圖建模與三維實體建模；幾何編輯；參數(shù)化建模與參數(shù)耦合；概念建模（梁、殼建模與技巧）；DM導(dǎo)出幾何文件(.agdb格式或者其他中性格式.igs .x_t)
視頻3主要內(nèi)容
一次完整的建模過程
視頻4主要內(nèi)容
實體網(wǎng)格劃分方法(四面體與六面體)；總體尺寸與局部尺寸；四面體兩種方法對比；網(wǎng)格質(zhì)量統(tǒng)計；如何劃分六面體(掃略與多區(qū))；內(nèi)部網(wǎng)格查看技巧；網(wǎng)格編輯(節(jié)點移動)；六面體主導(dǎo)網(wǎng)格
視頻5主要內(nèi)容
導(dǎo)入幾何模型；材料參數(shù)；接觸設(shè)置；接觸前處理工具；網(wǎng)格劃分；結(jié)構(gòu)載荷；結(jié)構(gòu)約束；求解與后處理；運動副；彈簧
視頻6主要內(nèi)容
導(dǎo)入幾何模型；材料參數(shù)；熱邊界條件；熱分析后處理；熱分析結(jié)果導(dǎo)入結(jié)構(gòu)分析；結(jié)構(gòu)載荷與約束；熱應(yīng)力計算
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圓鋼管T型節(jié)點ABAQUS建模與滯回分析
本課程以圓鋼管T型節(jié)點為例講解復(fù)雜節(jié)點模型切分與網(wǎng)格劃分技巧，同時講解了T型節(jié)點滯回分析。本課程共6課時。
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ABAQUS中級教程——搞定滯回曲線
本課程為常見滯回分析案例合集，包含鋼筋混凝土柱、鋼管結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)等。本課程共28課時。
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ABAQUS初級案例——實體單元、梁單元、殼單元建模與比較
本課程以工字鋼承壓實驗?zāi)M為例，詳細講解了實體單元、梁單元、殼單元建模方法，并比較了三種建模方法的區(qū)別。本課程共4課時。
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ABAQUS鋼管低周往復(fù)模擬及滯回曲線繪制
本課程以鋼管低周往復(fù)實驗?zāi)M為例介紹了ABAQUS中鋼結(jié)構(gòu)通用建模方法及幾何非線性對結(jié)果的影響。本課程共4課時。
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因此，重要的是識別需要精細網(wǎng)格質(zhì)量的區(qū)域和可以使用粗網(wǎng)格建模的區(qū)域?？赘浇捅舜私佑|的區(qū)域通常需要細網(wǎng)格，而當(dāng)遠離這些區(qū)域時可以應(yīng)用粗網(wǎng)格。
使用梁和殼元素
某些幾何形狀也可以使用梁和殼單元建模。具有長跨度和較小厚度的結(jié)構(gòu)（例如梁，通道部分和金屬板）可以應(yīng)用殼體和梁元件，其在幾何上是2D但在空間上是3D的。對于桁架或細長梁，可以在嚙合時應(yīng)用梁單元。
使用這些元素可以顯著的減少元素和節(jié)點數(shù)量，并可以有效地減少仿真分析時間。如上圖所示，評估測試模型使用所有的三種原始類型：分別為實體，梁和殼?？梢钥闯?，所有三種模型都產(chǎn)生相同的結(jié)果，但模擬時間隨著梁和殼單元而減少。
以上的幾種方法需要CAE工程師擁有豐富的經(jīng)驗，對產(chǎn)品情況有一個準(zhǔn)確的判斷，才能熟練應(yīng)用各類CAE技術(shù)進行高效、準(zhǔn)確的CAE仿真分析。 有限元科技依托十?dāng)?shù)年來1000多家企業(yè)的CAE仿真應(yīng)用經(jīng)驗，積累大量豐富的CAE工程師，為企業(yè)提供快速、精準(zhǔn)、全面的CAE應(yīng)用解決方案，選擇有限元科技，為您的企業(yè)帶來無限可能。
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【仿真公開課】CFD/LS-DYNA/ICEPAK/WORKBENCH/SCDM/ROCKY...
上海安世亞太Q1排課計劃：
報名鏈接：https://www.wenjuan.com/s/y2eE73Q/#
課程概要：
Ansys SCDM幾何處理及網(wǎng)格劃分技術(shù)培訓(xùn)
培訓(xùn)時間：2月24日~25日（2.16截止報名）
培訓(xùn)費用：RMB 3000 /人
時間
具體內(nèi)容
第一天
SCDM簡介及主要操作技巧
幾何創(chuàng)建
幾何修補
梁殼結(jié)構(gòu)建模
第二天
Block類型
網(wǎng)格劃分方法
周期性網(wǎng)格
網(wǎng)格劃分模板
ROCKY軟件應(yīng)用專題培訓(xùn)
培訓(xùn)時間：3月3日~4日（2.23截止報名）
培訓(xùn)費用：RMB 4000 /人
時間
具體內(nèi)容
第一天
模塊01：傳送帶模型（Transfer Chute）
Rocky粒子動力學(xué)基礎(chǔ)
幾何模型導(dǎo)入和創(chuàng)建
運動模型設(shè)置
Material及相互作用設(shè)置
創(chuàng)建顆粒和顆粒注入設(shè)置
Solver計算及結(jié)果處理
演示 1: transfer chute
練習(xí) 1: transfer chute
模塊02：顆粒破碎/磨損
幾何模型導(dǎo)入
Material及相互作用設(shè)置
創(chuàng)建顆粒和破碎/磨損參數(shù)（多體動力學(xué)）
顆粒注入設(shè)置
計算及后處理
演示 1:多體動力學(xué)破碎耦合案例（breakage）
練習(xí) 1:多體動力學(xué)破碎耦合案例（breakage）
模塊 03：Rocky和格子玻爾茲曼的耦合案例
幾何模型導(dǎo)入和創(chuàng)建
Material及相互作用設(shè)置
創(chuàng)建顆粒和顆粒注入設(shè)置
耦合方式和求解域設(shè)置
結(jié)果處理
演示 1: DEM-LBM Coupling (Air Flow)
練習(xí) 1 ：DEM-LBM
展開 地鐵車站標(biāo)準(zhǔn)段-三維空間法VS二維框架法結(jié)果差異 ￥10
雖然便于工程設(shè)計使用，但是該方法屬于簡化方法，存在一些問題，需要心理有數(shù)：
無法同時獲得縱梁內(nèi)力
中柱并非縱向無限延申，不符合平面應(yīng)變假定
因為中柱并非縱向無限延申，那么頂?shù)装迮c柱子相交位置的內(nèi)力沿縱向應(yīng)該是變化的
由上圖梁+殼模型分析結(jié)果可見：由于側(cè)墻連續(xù)的，因此沿著縱向的彎矩基本一致。而底板中間，柱子附近的最大彎矩1409變化到兩個柱子之間的369。
三維梁元+殼元模型的問題
當(dāng)然由于上述模型是梁+殼模擬，梁端部一個節(jié)點，無法考慮局部剛域效果，存在應(yīng)力集中，實際的彎矩肯定要比這個彎矩小。
對于梁+殼模型產(chǎn)生的應(yīng)力集中問題，后面會介紹一個功能“面結(jié)果調(diào)整”來進行削峰處理。
由于“面結(jié)果調(diào)整”屬于后處理工具，是對結(jié)果的加工處理，而不是從模型剛度來影響結(jié)果。由于剛域的存在降低了板的計算跨度，如果按照實體的話，彎矩會進一步降低。
為了對比二維框架、三維梁+殼模型的精確性，還建立了一個三維實體模型進行對比。
RFEM中可以通過定義“結(jié)果梁”提取一定范圍內(nèi)實體元的內(nèi)力。而大部分軟件只能得到實體元的應(yīng)力。
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