下面将通过分析整个结构重新求解上面的问题,会对此对称模型引入一个小的扰动,即将作用力的加载位置稍稍偏离壳体的几何中心。操作步骤
步骤1 激活配置Default
在Configuration Manager中激活配置Default。
步骤2 生成非线性算例
生成一个名为Nonlinear-Full的非线性算例。
分析整个模型的几何形状,并注意靠近中心的小三角形,如图10-18所示。我们将使用这个特征来生成非对称网格,并在稍稍偏离中心的位置加载力。
步骤3 设置壳体
在Simulation分析树中右键单击
图10-18 小三角形区域
Cylindrical Shell实体,选择【按所选面定义壳体】。选择柱面体顶部的五个面。确认选择了前面步骤中提及的小面。壳体【类型】选为【细】,并在【抽壳厚度】中输入6.35mm,单击【确定】。
步骤4 定义材料
注意
应用铝合金中的1060合金。确认使用的是【线性弹性各向同性】材料模型类型。
步骤5 添加简单支撑
沿着顶部直边生成【不可移动(无平移)】的夹具,如图10-19所示。
确认选择的是定义的壳体上的边线,重命名夹具为Simple support。
图10-19 支撑约束
步骤6 添加垂直作用力
在靠近中点的小三角形中两个顶点中的任何一点应用1000N的垂直作用力(图10-20),注意不要将力直接作用在中点上。
图10-20 添加垂直作用力
选择Top Plane作为定义方向的基准面,确认力的方向朝下(沿y轴的负方向),重命名边界条件为Center force。
步骤7 应用网格控制(www.xing528.com)
对靠近中点的小三角形表面应用网格控制,设置【单元大小】为0.25mm,【比率】为1.3,如图10-21所示。
步骤8 对模型划分网格
使用【草稿品质网格】对模型划分网格,选择【标准网格】,设置【整体大小】为18mm,【公差】为0.90mm,最终的网格如图10-22所示。可以发现网格是非对称的。
步骤9 设置结果选项
和之前的非线性算例一样,将查看中点处的结果。按照Nonlinear-Quarter算例的步骤定义中点的响应数据,这些数据将被保存用于出图。
步骤10 指定算例Nonlinear-Full的属性
指定和Nonlinear-Quarter算例完全相同的算例属性。
步骤11 运行算例
非线性分析将需要大约10min完成。
步骤12 查看位移结果
图10-21 应用网格控制
在【结果】文件夹下,对最后一个求解步长定义【URES:合位移】图解,如图10-23所示。
图10-22 对模型划分网格
图10-23 位移图解
步骤13 动画显示位移
按照算例Linear Buckling-Quarter的对应步骤,动画显示结构的变形。可以观察到在结构的某些点会发生非对称屈曲,形状明显不同于在算例Nonlinear-Buckling-Quarter中得到的合位移结果。
步骤14 图解显示响应图表
右键单击【结果】文件夹,选择【定义时间历史图解】,绘制中点处载荷因子随合位移变化的图表,如图10-24所示。
图10-24 响应图解
可以看出中点处的平衡路径差异很大,从这个非线性算例得到的载荷因子(11.6)比对称模型的非线性结果的载荷因子(13.1)小13%。也可以增加【最大圆弧步进数】到250并再次求解分析,会发现平衡路径非常复杂,形成了一个闭环。
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