Abaqus和WELSIM仿真简单支架受力分析案例赏析---细化网格对（应力集中）解的收敛性的影响

2017-04-15  by:CAE仿真在线  来源:互联网

本案例通过使用Abaqus2016和WELSIM两款软件对简单支架的受力进行了有限元仿真分析,对比了两款软件的结果,并比较了不同网格大小对应力集中处应力大小的影响。

1.

模型描述:

一端牢固的焊接在一个大型结构上,支架的圆孔中穿过一个相对较软的杆件,圆孔和杆件用螺纹连接。结构尺寸和受力工况如下图所所示。

要求确定这两种工况下支架扰度变化的情况,以及圆角处的最大主应力。然后设计工程师可以根据分析结果来改进设计,以减小应力集中。

材料属性:弹性模量 E= 200 GPa, 泊松比为0.33

载荷: 杆件的一端受到沿Y轴负方向的集中力 F=2 kN,支架的自由端还在局部区域上收到均匀的剪力 P = 36 MPa。

约束:支架的后面是焊接固定的,用全约束。

基于结构和载荷的对称性,可以只取模型的1/2进行分析。

2.

Abaqus仿真分析

2.1

使用General static分析步

2.2

在interaction模块定义耦合

2.3

在load模块定义两个BC和两个Load

2.4

Mesh模块划分网格

为了与WELSIM对比,使用修正的二次四面体单元。

最后划分得到的单元数是40032,

3.

WELSIM仿真分析

网格设置:

单元信息:

具体分析步骤请参考其公众号里面的文章。

4.

对比结果

4.1

位移结果:

由此可见,位移结果基本一样。

4.2

Mises应力结果

应力分布基本一样,应力集中处的最大值略有差别。

5.

比较Abaqus中不同网格大小对应力集中的影响(WELSIM下次再讨论~)

单元数:10457

与前面的结果基本一样。

此时单元数为:8169

此时,已经有了比较大的差别。

反过来,细化网格

单元数:60825

再细化网格,应力集中处的最大应力已经基本保存恒定,此时可认为有限元已经收敛,可把第二次的单元大小(即单元数为10457)作为合适的值。

未完待续To be continued...

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