搜索Ansys Workbench中變截面殼體的實(shí)現(xiàn):殼單元厚度函數(shù)
2016-08-22 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
問題背景
1、首先在APDL中的解決方案:采用APDL和殼單元厚度函數(shù)
實(shí)際應(yīng)用中,某些板殼結(jié)構(gòu)中存在厚度不均勻的殼體,在ansys中必須利用實(shí)常數(shù)定義殼的厚度,如果厚度按照某種規(guī)律變化,就意味著每個(gè)殼單元必須采用一個(gè)獨(dú)立的實(shí)常數(shù),并且每個(gè)殼單元的各個(gè)節(jié)點(diǎn)具有不同的厚度。這個(gè)工作人工定義完成非常不現(xiàn)實(shí),所以必須采用APDL和殼單元厚度函數(shù)的功能來完成。
本例中是一個(gè)10X10的巨型面劃分20X20的shell63網(wǎng)格,其厚度按照如下規(guī)律分布:
thich(x,y)=0.5+0.2x+0.02y^2
下圖為變厚度殼體有限元模型及APDL命令流。
FINISH
/clear
/prep7
et,1,63
rect,,10,,10
eshape,2
esize,,20
amesh,1
eplot
mxnode=ndinqr(0,14)
*dim,thick,,mxnode
*do,node,1,mxnode
*if,ndinqr(node,1),eq,1,then
thick(node)=0.5+0.2*nx(node)+0.02*ny(node)**2
*else
thick(node)=0
*endif
*enddo
node=
mxnode=
rthick,thick(1),1,2,3,4
/eshape,1.0
/user,1
/dist,1,7
/view,1,-0.75,-0.28,0.6
/ang,1,-1
/foc,1,5.3,5.3,0.27
eplot
用同樣的方法建立變厚度直管模型如下,讀者可以嘗試。
其次、Ansys Workbench的實(shí)現(xiàn):與APDL一樣,設(shè)置殼體單元變厚度函數(shù)
以下圖簡單模型為例,介紹如何在Ansys Workbench中實(shí)現(xiàn)變截面殼體:
截面尺寸如圖1所示,梯形短邊長10mm,長邊長20mm,高50mm:
圖1-1 截面尺寸
將截面拉伸100mm,得到所需模型,如圖2所示。
圖1-2 例子模型
對(duì)梯形長邊面施加固定約束,頂端矩形面施加向下壓力5Mpa,分別采用實(shí)體solid186單元,實(shí)體殼單元solsh190,殼體單元shell181進(jìn)行模型。
2實(shí)體單元(solid 186)
2.1網(wǎng)格
圖2-1
圖2-2
2.2結(jié)果
圖2-3
圖2-4
3實(shí)體殼單元(solsh 190)
3.1網(wǎng)格
圖3-1圖3-2
圖3-3
3.2結(jié)果
圖3-4
圖3-5
4殼體單元(shell 181)
4.1網(wǎng)格
圖4-1
圖4-2
圖4-3
圖4-4
4.2結(jié)果
圖4-5
圖4-6
5結(jié)果對(duì)比
通過結(jié)果對(duì)比可知,三種單元所得位移幾乎一致,殼體單元并不能考慮應(yīng)力集中,所得應(yīng)力值偏低,實(shí)體單元最接近實(shí)際情況,實(shí)體殼單元其次,工程應(yīng)用中在誤差允許內(nèi)可采用實(shí)體殼單元直接模擬,節(jié)省計(jì)算時(shí)間。
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