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采用实体模拟板单元和壳单元 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2018-09-21
      在某些情况下,有必要使用实体有限单元而不是板单元来模拟墙体、基础或类似结构。同时,截面力(力矩弯矩和法向力、剪切力)是需要考虑的。在OptumG2中,可以使用结果截面工具来进行推断。结果截面可以应用于直线,可以认为是一种“虚拟板”——主要基于实体单元中的应力,截面力(法向力、弯矩等)的计算如图65.2所示。
      下面的案例演示了使用结果截面工具解决已知解析解的三个问题,如图65.1所示。这些解(参考1959年Timoshenko和Woinowsky-Krieger的成果)都依赖于厚度t与其他维度尺寸(长度、高度、面外宽度)相比可以忽略不计的假设。

图65.1 测试问题:悬臂板(上),固定圆板(中),固定圆柱体罐(下)

图65.2 实体模型中提取截面力
为了提取相关的截面力,结果截面被施加在截面的中心位置,如图65.3所示。

图65.3 结果截面施加于圆板上
用于三个测试问题的数据,如表65.1所示。

悬臂板
圆板
圆柱体罐
E (MPa)
30,000
30,000
4.0606
ν
0.25
0.25
0.25
t (m)
0.2
0.2
0.2
L (m)
10
-
-
R (m)
-
5
5
H (m)
-
-
5
q (kN/m2)
-17.067
-2184.5
50
表65.1 测试问题的数据
分析结果如图65.4-6所示,可以发现,在这三种情况下分析结果和数值解非常吻合。对于圆柱形罐,误差主要是由于截面厚度(在解析解中假定为无穷小)对几何结构产生一定的影响,即在数值解中从对称轴到中心线的距离是R+1/2 t,而不是解析解中的R

图65.4 悬臂板:位移和弯矩

图65.5 圆板:位移和弯矩

图65.6 圆柱体罐:位移和弯矩
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