一个刚体,如果在所有自由度上有任一一个自由度方向没有被约束住(或者设置边界条件)的话,那么在收到载荷时,在这个自由度上必然出现无穷大的位移原因很简单,因为刚体质量为0即使受到一个很小的力,也会在这个自由度上产生无穷大的加速度既产生无穷大的位移
解决的办法是,约束住这个自由度,或者为刚体的参考点设置质量约束住了自由度,那么刚体就不会"随便"乱跑了加了质量,那么加速度就不会无穷大位移也就不会无穷大了
这个现象不仅仅是刚体,有限元的任意结构都是这样的
以某锁网结构为例,总结一下利用Abaqus进行三维节点实体单元有限元分析的步骤。
可以直接在Abaqus中建模,也可以通过软件转换建模。
例如,已有CAD三维模型,可以通过犀牛软件打开,导出为sat文件,然后在Abaqus中导入sat文件,生成part。
对于本为一体的多个part,可以通过merge操作合并为一个part,从而免去后续繁杂的接触定义。
(1)首先定义材性,对于常见的钢材可使用理想弹塑性模型;
(2)定义截面,对于实体模型,Type:Solid,Homogeneous;
(3)指定截面,将定义好的截面指定给部件。
将不同的part移动到正确的位置组装成要分析的完整模型,同一个part可以生成多个实例。
对于静态加载,使用Static,General即可。
常见的接触类型包括Surface-to-surface contact(面面接触),Tie(绑定),Coupling(耦合)等,可以按需定义。
在Initial中定义边界条件,在Step-1中定义荷载。此处固定两个钢管端面,在锁头端面施加拉力,拉力通过换算成压强Pressure的形式施加。
常规形状的模型可以使用C3D8R的六面体网格,对于形状怪异,无法通过八面体网格划分的模型需要使用C3D10或者C3D4的四面体网格。当然,C3D4网格的计算收敛性不如C3D8R。
创建分析作业,并提交。可以通过使用多核CPU并行计算提高计算速度。
分析完成后可以查看节点的应力应变状态。
Mises应力最大值为8825MPa,应力最大位置为锚具叉耳接头处。节点核心区应力最大值出现在加劲肋端部与钢管连接处,且达到屈服应力。
PEEQ大于0的位置表示进入塑性状态。从结果来看,节点核心区塑性应变最大值出现在加劲肋端部与钢管连接处,其他位置均处于弹性状态。
-2017年1月8日
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