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基于Creo Simulate的板殼失穩(wěn)基于Creo Simulate 的仿真分析

作者:劉紅波時間:2015-11-16 10:35:06  來源:www.455685.com  閱讀次數(shù):1001次 ]

【文章摘要】

 

本文通過Creo 軟件中的Simulate 模塊來對板殼類零件進(jìn)行了失穩(wěn)仿真分析, 通過分析可以得到板殼失穩(wěn)的載荷。本文設(shè)置的失穩(wěn)模態(tài)數(shù)為4 階,分別得出了4 階失穩(wěn)模態(tài)的載荷。為板殼失穩(wěn)問題的提供了新的方法和思路。

 

【關(guān)鍵詞】

 

Simulate ;板殼;失穩(wěn);仿真

 

0 前言

 

工程上大量采用薄的板殼型結(jié)構(gòu),它們在壓力作用下,會在內(nèi)部應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的屈服極限應(yīng)力時,突然產(chǎn)生垂直于壓力方向的位移而降低承載能力,甚至發(fā)生破壞,這種現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。失穩(wěn)的后果是結(jié)構(gòu)失效崩解,是相當(dāng)嚴(yán)重的,因此有必要對板殼失穩(wěn)進(jìn)行分析。

 

常見的板殼穩(wěn)定性問題板和殼的形式是多種多樣的,有平板、曲板、扁殼、圓筒殼、圓錐殼和各種形式的旋轉(zhuǎn)殼。它們所承受載荷的形式不盡相同,有單向受壓和雙向受壓,軸壓和外壓等。

 

本文建立了扁殼零件,并對該零件施加單向壓力,進(jìn)而計算出零件發(fā)生失穩(wěn)時的載荷以及在各階模態(tài)下的位移變形。

 

1 仿真預(yù)處理

 

1.1 板殼零件的三維建模

 

利用拉伸和抽殼等工具建立板殼零件,如圖1 所示。

 

1.2 分派材料及約束和載荷的添加

 

在零件模式下的應(yīng)用程序中選擇Simulate,進(jìn)入仿真模塊。首先為零件分派Steel (鋼材料),然后添加約束和載荷,在 下表面所添加的約束限制了零件的所有自由度,在上表面添加載荷為50MPa,如圖2 所示。

 

2 零件的失穩(wěn)仿真

 

選擇分析和研究圖標(biāo)開始失穩(wěn)仿真。在進(jìn)行失穩(wěn)仿真之前,首先要對零件進(jìn)行靜態(tài)的分析,如圖3 所示。

 

對建立的靜態(tài)分析進(jìn)行一次求解,以作為后續(xù)分析的基礎(chǔ)。然后,再新建失穩(wěn)分析,創(chuàng)建的方法和靜態(tài)分析類似。在失穩(wěn)分析設(shè)置對話框中將失穩(wěn)模式數(shù)設(shè)置為4。

 

對建立的失穩(wěn)分析進(jìn)行計算,計算完成后可以生成4 組失穩(wěn)模態(tài)的失穩(wěn)位移圖,如圖5、6 所示。從失穩(wěn)模態(tài)1 圖中可以看出,當(dāng)載荷達(dá)到50×68.06MP,零件將失穩(wěn)。

 

3 結(jié)語

 

利用Creo 軟件中的Simulate 模塊對板殼類零件進(jìn)行了失穩(wěn)仿真分析,可以快速的得出零件失穩(wěn)的臨界條件,為工程設(shè)計提供了依據(jù),極大的縮短了產(chǎn)品的設(shè)計周期和提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

 

【參考文獻(xiàn)】

 

[1] 王俊奎、張志民編著:《鈑殼的彎曲與穩(wěn)定》,國防工業(yè)出版社,北京, 1980。

 

[2]E.H.Baker,L.Kovalevsky and F.L.Ri sh,StructuralAnalysis,McGraw-Hill,New York

,1972

 

[3] 郭英濤, 任文敏. 關(guān)于限制失穩(wěn)的研究進(jìn)展[J]. 力學(xué)進(jìn)展,2004,01:41-52.

 

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