梁单元、梁板单元和实体块单元有限元数值模拟实例Word文档下载推荐.doc
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梁单元、梁板单元和实体块单元有限元数值模拟实例Word文档下载推荐.doc
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用三种模型来进行计算,再用材料力学的理论公式进行计算,比较它们的计算结果。
第一种模型是用一个梁单元来计算,模型见图2(a)中最下面的模型;
第二种模型是用梁单元和板单元组合起来进行计算,模型见图2(a)中中间的模型;
第三种模型是用实体块单元来进行计算,模型见图2(a)中最上面的模型。
图1工字钢的截面尺寸(单位:
mm)
(a)(b)
图2 计算模型示意图
材料力学的理论公式如下:
图3图4
P是集中力,l是工字钢的长度,H是工字钢的高度。
挠曲线方程(见图3):
应力值计算公式(见图3和图4):
2.挠度比较
图5各模型的挠度计算云图
表1观察点处的挠度值(单位mm)
单元类型
距固定端20mm处
距固定端50mm处
距固定端100mm处
梁单元
-0.08
-0.47
-1.49
梁板单元
-0.09
-0.46
-1.42
实体单元
-0.48
-1.52
理论公式
-1.47
3.应力比较
图6梁单元模型的应力云图
图7梁板单元模型的应力云图
图8实体块单元模型的应力云图
表2观察点处的应力值(单位MPa)
436.89
273.06
0.00
431.64
275.34
20.89
421.25
273.87
18.37
4.结果分析
通过以上计算,可以看出有限元数值模拟与材料力学的理论计算公式的结果相接近,另外,对于同一问题,可以采用多种单元组合来达到计算的目的。
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