当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

abaqus框架应力分析


《力学建模及CAE仿真训练》课程作业

简单框架应力分析

姓 学 班

名:蒋琛 号:20111201209 级:力硕1101

指导教师:周加喜 学 院:机械与运载工程学院

湖南大学 2014.06

简单框架应力分析
一、分析模型
1.模型结构及相关设置 本文选用如图 1.1 所示的简单框架模型,长边长为 320mm,,短边长为 250mm,截面尺寸为 19mm×24mm。选择各向同性弹性材料,弹性模量 200GPa, 泊松比 0.3。任选框架的两个对角,施加 Z 坐标轴方向 1500N 的集中力,再 选取另外两个对角的对面,约束其各向位移。

图 1.1 简单框架模型 2.建模过程 首先建立框架草图,通过拉伸得到图 1.1 所示模型,再点击拆分几何命 令得到图 1.2 所示部件。

图 1.2 框架模型处理示意图 然后,按要求设置材料属性,创建实体,即将部件实例化。

接着,在分析步模块设置时间长度 1 秒,增量步大小为 0.01 秒。 再然后,如图 1.3,任选正面一组对角创建两个表面并选择表面的中心 创建两个集,同理如图 1.4,在模型背面创建两个集和两个表面,并分别进 行耦合约束。 在一组集上施加规定的集中力, 另外一组集上全方位位移约束。

图 1.3

RP1 和 RP2 集的示意图

图 1.4

RP3 和 RP4 集的示意图

设置全局尺寸为 0.003m,对模型划分网格如图 1.5 所示。

图 1.5

网格示意图

最后,提交作业,进行计算,如图 1.6 所示,11 步后得到计算结果。

图 1.6

计算监控结果

二、应力分析
1.载荷作用下的变形图、应力云图 图 2.1——图 2.6 分别为部分变形图和应力云图。

图 2.1

Z 方向的位移云图

图 2.2 X 方向主应力云图

图 2.3

米尔斯应力云图

图 2.4 XY 平面剪应力云图

图 2.5

YZ 平面剪应力云图

图 2.6

XZ 平面剪应力云图

2.控制截面上的应力 从应力云图可以看出,框架结构的受力情况呈对边对称分布。故任取一 组长边和短边,再在长边和短边上选取相互垂直的中面。
5 截 面 和 z ? 0.0 1 2 m 截面,短边选取 本 文 长 边 选 取 x ? 0.2 4 0m

y ? 0.0095 m 和 z ? 0.012 m 截面。将探针放在截面的上下边界上,按一定间距 m 截面读取相应边主应 选择适当点,长边 x ? 0.2405 m 截面和短边 y ? 0.0095

力,z ? 0.012 m 截面上读取相应边切应力,得到表 2-1,2-2,2-3 所示应力值。 表 2-1 长边上所选点的主应力和切应力

表 2-2

短边上所选点的主应力

表 2-3

短边上所选点的切应力

三、绘制内力图
1.内力计算 取框架的四分之一(有集中力作用)进行受力分析,选取坐标轴的正向 为正方向。下面进行计算公式的推导: 对于弯矩,由 ? ?

M

W

得,
Z

1 2 M ? bh ? 6

对于剪力,由?

FS

?

3 FS 得: 2 A

F
对于扭矩,由

S

?

2 A 3? F S

?

T

?

T

C1 h b

2

得:
T ? C1? T h b
2

对于剪力切应力和扭矩切应力的计算,在长边和短边上有所不同。 在长边上,

? F ?? ? ? ? F ?? ? ?
S

T

左 右

S

T

在短边上,

? F ?? ? ? ? F ?? ? ?
S

T

左 右

S

T

此处

?





?



分别对应截面左端和右端中点处的切应力,在表

3-1,3-2,3-3 中分别为切应力栏目中上下值。 根据上面的公式, 联立求解即可得到对应的弯矩、 剪力和扭矩。 如表 3-1、 3-2、3-3 所示。

表 3-1 长边上所选点的弯矩、剪力和扭矩

表 3-2

短边上所选点的弯矩

表 3-3

短边上所选点的剪力和扭矩

分析可得, 剪力和扭矩均为定值, 弯矩用 Matlab 进行线性拟合下图 3.1、 3.2 所示。

图 3.1

长边弯矩拟合图

图 3.2
2.结果校核

短边弯矩拟合图

2.1 剪力校核 由表 3-1 和表 3-3 得, 长边剪力 F S长 ? 647.52N , 短边剪力 F S短 ? 902.78N 静力平衡误差 ? ?

F

S长

? FS短 ? F 集

F

?100 % ? 3.353 % 。



2.2 弯矩和扭矩校核 任取一个集中力作用的节点, 由长边弯矩公式 M ? ?547 .3821 x ? 86.3419 得到节点处

M

X

? 81.4155N ? m

由短边弯矩公式 M y ? ?701.8855x ? 91.0537得到节点处

M T
? 78.28N ? m 。

y

? 84.7367N ? m 。

由 表 3-1 和 表 3-3 得 , 长 边 扭 矩 T 长 ? 83.53N ? m , 短 边 扭 矩


静力平衡分析,长边扭矩等于短边弯矩,短边弯矩等于长边扭矩。 仿真分析误差:

? ? ?M T
X 1 X
y



M ? ? ?M T M
2 y

?100% ? 3.851%



?100% ? 1.424%

误差分析,一部分原因来自仿真计算的误差,另外一部分原因则是带入 误差计算公式中的长边和短边的弯矩是 x ? 0 的极值情况,并不是实际上集中力 作用节点处的弯矩。



相关文章:
Abaqus中应力应变的理解
Abaqus应力应变的理解_能源/化工_工程科技_专业资料。在 ABAQUS 中对应力的部分...PEEQ---等效塑性应变---在塑性分析中若该值〉0,表示材料已经屈服; 描述整个...
基于ABAQUS的热应力分析
基于ABAQUS的热应力分析_机械/仪表_工程科技_专业资料。1.1 基于 ABAQUS 的热应力分析 1.1.1 温度场数据处理 (1) 打开 INP_Generator.exe,出现如下软件界面:...
abaqus随机振动米塞斯应力理论
abaqus随机振动米塞斯应力理论_机械/仪表_工程科技_专业资料。abaqus随机振动分析米塞斯应力计算一种在随机振动环境中计算米塞斯均方根 应力 RMS 的高效方法 1.介绍提出...
abaqus随机振动Rmises计算
abaqus随机振动Rmises计算_机械/仪表_工程科技_专业资料。一种在随机振动环境中计算...对于延性材料, 冯米塞斯应力提供了这种度量, 分析工程师需要一种工具将输入的...
ABAQUS仿真分析长方体受均布载荷
ABAQUS 仿真分析长方体受均布载荷为了更好的理解 ABAQUS 的相关基础操作,加深...图 2 等效应力图 图 3 X 轴方向应力图 图 4 Y 方向应力图 图 5 等效...
ABAQUS扭转分析
ABAQUS扭转分析_机械/仪表_工程科技_专业资料。ABAQUS教程 首先在 SolidWorks 进行...图 3-1 接口三维结构 对建好的三维模型进行应力分析,使用 ansa 软件进行网格划分...
ABAQUS应力与应变
ABAQUS应力与应变。ABAQUS应力与应变详解 真实应力、名义应力、真实应变、名义应变的关系 名义应变,又称相对应变或工程应变、适用于小应变分析。 名义应变又可分线...
ABAQUS简支梁分析(梁单元和实体单元)
ABAQUS简支梁分析(梁单元和实体单元) - 首先用梁单元分析了梁受力作用下的应力,变形,剪力和力矩;对同一模型,并用实体单元进行了相应的分析
ABAQUS软件淬火残余应力分析的有限元建模
ABAQUS软件淬火残余应力分析的有限元建模_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档ABAQUS软件淬火残余应力分析的有限元建模_冶金/矿山/...
abaqus 有限元分析(齿轮轴)_图文
Abaqus 分析报告 (齿轮轴) 名称: 姓名: 班级: 学号: 指导教师: Abaqus 齿轮...三、优化通过上述分析可以看出, 齿轮轴轴径突变地方的应力突变比较明 显,采用边...
更多相关标签: