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厚壁鋼管的縮頸成形工藝已經(jīng)較為成熟，目前薄壁鋼管縮徑成形方面的研究報(bào)道還較少，夏巨諶等人對薄壁鋼管縮徑成形過程進(jìn)行了理論分析和有限元模擬；劉超，王連東等研究汽車橋殼管坯推擠—拉拔復(fù)合縮徑成形工藝；楊鑫報(bào)道了高強(qiáng)鋼管縮徑旋壓成形性能及工藝，并進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。薄壁鋼管縮頸成形時(shí)容易出現(xiàn)失穩(wěn)，成形質(zhì)量的好壞有多種因素，主要有模具參數(shù)，減徑量、潤滑條件等。

CFRP薄壁圓管軸向壓潰幾何模型包括上、下壓板和CFRP薄壁圓管（8層），其中圓管幾何特征為3D-Solid，選用C3D8R單元（8節(jié)點(diǎn)線性實(shí)體單元）對CFRP薄壁圓管進(jìn)行網(wǎng)格劃分，為了保證有限元模擬的精確性，網(wǎng)格基本尺寸定義為1.5 mm×1.5 mm。

最后進(jìn)行網(wǎng)格劃分。考慮到在復(fù)合材料層合殼模型中剪切柔度的影響，可采 用厚殼單元 S4R 來模擬它。所得到的模型如圖所示：圖 3-3 模型網(wǎng)格圖3.2.2 計(jì)算結(jié)果分析在 JOD 模塊中建立屈曲分析模塊進(jìn)行分析，可得到薄壁圓筒的六階屈曲失 穩(wěn)載荷因子。

模塊 3 鑄件網(wǎng)格與對齊管理器：學(xué)習(xí)薄壁折疊板、塑料件等幾何模型網(wǎng)格劃分的必備工具，掌握在開啟各類質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn)的情況下，高效使用這些工具的方法。 模塊 4 殼單元批量網(wǎng)格劃分：通過配置批量網(wǎng)格劃分參數(shù)，實(shí)現(xiàn)殼單元網(wǎng)格的自動化生成；掌握幾何簡化技巧，在保證分析精度的前提下，避免生成低質(zhì)量網(wǎng)格單元。

針對薄壁構(gòu)件的特殊性，ANSYS的模型處理技術(shù)能夠快速地把CAD實(shí)體模型轉(zhuǎn)換成有限元?dú)つＰ?。通過功能強(qiáng)大的模型處理技術(shù)，可以快速批量處理薄壁構(gòu)件。 模型簡化后進(jìn)行網(wǎng)格劃分、施加載荷及約束，可以輸出到各種FEA求解器，包括ANSYS、CFX、LS-Dyna、ABAQUS和NASTRAN等。下載地址：王新敏ANSYS工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析講義

網(wǎng)格壁面模型（Meshed wall Model）針對的情況是壁面能夠或者說比較容易利用網(wǎng)格劃分出來；薄壁模型（Thin wall Model）用于針對壁面非常薄，網(wǎng)格比較難畫出來。下面我們開始進(jìn)的介紹。1.1網(wǎng)格壁面模型（Meshed wall Model）圖1 網(wǎng)格壁面模型 能量方程是在表示 wall 的實(shí)體區(qū)域中求解的。

4.結(jié)論 本文基于安世亞太自主結(jié)構(gòu)有限元軟件PERA SIM Mechanical屈曲分析模塊計(jì)算外壓薄壁圓筒的屈曲，實(shí)現(xiàn)了幾何建模、網(wǎng)格劃分、材料賦予、載荷及邊界條件設(shè)置、特征值求解到結(jié)果后處理的完整分析流程。

步驟 8：劃分網(wǎng)格對殼體部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分。為確保精度，特別是在彎管曲率較大的區(qū)域，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)?em>網(wǎng)格細(xì)化。案例中使用了S8R5（8節(jié)點(diǎn)四邊形殼）單元，并進(jìn)行了網(wǎng)格收斂性研究。步驟 9：提交作業(yè)與計(jì)算創(chuàng)建作業(yè)并提交計(jì)算。監(jiān)控求解過程（.sta文件），注意是否有收斂困難。

20份之后，大部分計(jì)算結(jié)果已經(jīng)比較接近（超薄結(jié)構(gòu)Simu需要更多份數(shù)） 05 驗(yàn)證案例 在文章【CAE前處理 | 高階單元在薄板網(wǎng)格劃分時(shí)的注意事項(xiàng)（1）】中，筆者提前給出了： 對于薄壁結(jié)構(gòu)，使用1層高階全積分單元即可滿足剛強(qiáng)度計(jì)算需求本文根據(jù)基本案例對比又給出：對于薄壁結(jié)構(gòu)，長度方向劃分網(wǎng)格數(shù)量≥20份，如果薄板長寬比大于

在不考慮軸向負(fù)荷的前提下，假定框架結(jié)構(gòu)上的構(gòu)件材料是一樣的，那么每根塑料鉸鏈的單位長度的承載力是：式中：fy為鋼管柱與其他構(gòu)件之間的屈服強(qiáng)度；t1為鋼管壁厚度；t2為其他構(gòu)件壁的厚度[7]。2)極限抗彎承載力分析。鋼管柱截面尺寸、套管厚度、套管高度和梁法蘭截面尺寸對接頭極限承載能力有重要影響。在實(shí)際工程中，應(yīng)充分考慮梁端上部和下部凸緣的實(shí)際受力，相關(guān)計(jì)算公式如下。

總的來說，一般高 Re 數(shù)流動選用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)法和非平衡壁面函數(shù)法即可較好地解決問題，而對于低Re數(shù)和復(fù)雜近壁區(qū)流動的問題則選取增強(qiáng)壁面函數(shù)法可以較好地解決問題。 近壁區(qū)網(wǎng)格處理 采用壁面函數(shù)法來處理近壁區(qū)流動，對于網(wǎng)格的劃分有一定的要求，需要把第一層網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)布置在對數(shù)律區(qū)域內(nèi)。

針對無人機(jī)特有的薄壁結(jié)構(gòu)（如厚度僅1.5mm的碳纖維機(jī)翼蒙皮），需在Geometry標(biāo)簽下使用Surface Repair工具修補(bǔ)缺失面片，特別是機(jī)翼與機(jī)身連接處常出現(xiàn)的0.2-0.5mm微小間隙。通過Merge Edges功能將相鄰曲面邊界的容差設(shè)置為0.01mm，消除拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的自由邊，這一過程需特別注意機(jī)翼前緣曲率突變區(qū)域（曲率半徑小于3mm）的幾何特征保留。

最終獲得了成形質(zhì)量高且力學(xué)性能良好的鋁合金薄壁殼體鑄件。1 原工藝分析1.1 鑄件結(jié)構(gòu)與原始澆注系統(tǒng)本文研究對象為鋁合金薄壁殼體，鋁合金牌號為A356。其外觀如圖1所示，鑄件特征為形狀細(xì)而長，縱向高度差異大，壁厚較薄的異型鋁合金殼體。

中性面網(wǎng)格Midplane (2.5D) - 適用于薄壁件，流動寬度至少是厚度的四倍。 雙層面網(wǎng)格Dual Domain (Modified 2.5D) - 適用于薄壁件，流動寬度至少是厚度的四倍。 實(shí)體網(wǎng)格 3D Tetrahedral elements - 適用于厚壁和 “矮胖” 類型的產(chǎn)品，寬厚比小于4:1。

示例：模型： 箱體和油液兩部分，箱體薄壁件網(wǎng)格劃分：注意濕模態(tài)計(jì)算需要液體區(qū)域和結(jié)構(gòu)區(qū)域做共節(jié)點(diǎn)處理。并且箱體是薄壁件，想在壁厚方法劃分兩層網(wǎng)格，這里使用hypermesh對網(wǎng)格進(jìn)行劃分。劃分之前，需要對幾何進(jìn)行合并處理，形成公共面。 網(wǎng)格共節(jié)點(diǎn)連接如下所示：對比計(jì)算：對比第一階模態(tài)和箱體大面的第一階單極子模態(tài)。

第一控制參數(shù)為Num Cells Across Gap狹窄處網(wǎng)格層數(shù)，默認(rèn)3層。細(xì)化的目標(biāo)是狹窄處和薄壁處的網(wǎng)格層數(shù)達(dá)到Num Cells Across Gap值，且小于Proximity Min Size(近距最小劃分尺寸)。 近距控制（箭頭處為細(xì)化效果） P&C近距和曲率：即可以控制曲面處網(wǎng)格的變化，也可控制窄薄處網(wǎng)格層數(shù)。

然后對 midsurface 對車門進(jìn)行抽取中面,用automesh功能對該中面進(jìn)行網(wǎng) 格劃分,網(wǎng)格盡量避免三角形網(wǎng)格,選quanlityindex對車 門進(jìn)行網(wǎng)格劃分和單元網(wǎng)格質(zhì)量檢測。 鉸鏈及門鎖出用 RB2剛性單元進(jìn)行鏈接,用 MapThickness命令對網(wǎng)格賦 予屬性。 對零件抽中面進(jìn)行處理后得出的中面面網(wǎng)格示 意圖如圖3所示[5] 。