在前面的内容中,猫亮设计介绍了有限元分析中常用的实体单元、壳单元以及梁单元的用法,下面来给大家介绍一个梁单元和壳单元混合单元的有限元分析实例。
下面这个模型由两个方管(结构件)以及一个角撑板(曲面实体)组成。
- 新建一个静应力分析算例,solidworks会自动将结构件识别为杆梁单元;曲面实体识别为壳单元。我们将零件的材料统一设置为合金钢。
- 分别选择上图中的两个梁单元进行编辑定义,在梁单元中终端1和终端2分别对应梁单元的两个节点,刚性代表结构件和结构件之间的连接关系类似于焊接关系,结构件和结构件之间相对固定。
- 我们将下面两个梁单元的两个端点都设置为刚性后,这两个梁单元就可以通过共同的节点保持刚性接触连接,因此在后面添加接触关系时,这两个梁的接触关系就不用额外添加了。
- 选择壳单元进行编辑定义,设定壳的厚度及壳体的厚度方向。
- 将有限元分析模块中的默认连接(接触)关系删除,重新添加连接关系(接触)。
- 新建一个本地交互,选择结合类型,先在蓝色框中选择横梁后,再选择模型上的方管;在下方粉色框内选择曲面的边线,最后点击确定,完成接触关系的添加。
- 使用相同的方法完成曲面另外一侧边线和右侧方管接触关系的添加。
- 使用夹具中的固定几何体,由于这里使用的是梁单元,我们只能选择在节点上添加固定约束。
- 在载荷的添加中,选择右侧的节点,添加一个方向向下100N的力。
- 使用默认网格精度对模型整体划分网格,网格划分完成后进行求解计算。
- 在计算结果中默认只有面单元的应力,杆梁单元的应力我们需要重新添加一个应力,选择上界轴向和折弯这个综合应力。
- 由于我们选用的材料是合金刚,属于塑形材料,面单元应力的判定我们可以使用Von Mises(冯*米赛斯)应力准则来判断。
- 杆梁单元的应力使用上界轴向和折弯这个综合应力和材料的屈服极限进行对比,检查整体结构是否存在失效的风险。
- 对于壳单元和梁单元混合单元的应力分析,我们需要分别检查壳单元的应力和梁单元的应力,通过应力结果分别判断壳体是否失效、梁是否失效,如果其中一个有失效风险,那么整体结构就需要进行改进。
以上是solidworks中壳单元和梁单元混合单元应力分析的大致过程,其中某些细节在前面的有限元分析中已经介绍过了,这里就没有再详细说明,如果有不清楚的可以再翻看一下前面的内容。
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