练习4：平板弯曲

本案例是一个平板弯曲问题，通过对比线性与非线性分析发现，小应变对于结果仍有重大影响。

问题描述

平板一端固定、一端简支，受均布载荷作用，确定梁挠度；长1000mm，宽300mm，厚6mm。

材料信息

Aluminum；杨氏模量70GPa；泊松比0.3.

工作目录

选择File > Set Work Directory设定工作目录

几何模组

单击Open，从工作目录选择Plate.cae并打开

计算横跨比为0.02（0.006/0.3），鉴于几何具备薄壳特征，建模薄壳。

属性模组

装配模组

源文档已经完成组装，跳过即可

分析步模组

我们假定载荷是缓慢加载的，慢到足以忽略惯性效应。因此分析程序会选择使用Static, General。

切换至Step模组

默认几何非线性效应关闭，“该设定影响后续分析步”。

  • 请求输出

进入场输出请求管理器【Filed Output Requests Manager】编辑默认的输出请求（告诉软件你想要什么结果）
勾选Force/Reactions > SF 确认并退出。

  • 定义载荷

切换至Load模组
切换至Step-1分析步施加均布载荷

注意选择合适的施加面，上一次需要这么注意的是梁，选择Brown即可

  • 定义边界

依然处在Load模组情况下，点击Create Boundary Condition。
边界条件在.cae档里面已经有定义，如果感兴趣可以观察下图，查看定义过程。

交互模组

无需定义此项，跳过即可

网格模组

切换至Mesh模组，注意网格划分与单元分配是处在同一个模组下。

使用的单元是二次插值的六面体，类型为S8R5（二次插值减积分）

分析任务

切换至Job模组，新建分析任务，问题比较简单，这里直接提交即可。

看到如下提示，意味着分析结束并成功。（这并不意味着分析问题的成功）

可视化模组

切换至Visualization模组

  • 整体位移

跨中挠度约为40mm，接近平板长度的4%。

  • 薄膜力

薄膜力几乎为零，符合预期。

  • 反力符号

场输出切换为Symbol，选项切换为RF

约束端的反力符号如图所示
Pressure的特殊属性，类似于前面例子，具体原因请查看前面。执行几何非线性分析，然后对比。
打开几何非线性，设定初始增量大小为0.1，其余选项保持不变。

  • 对比结果

线性分析，挠度最大约40mm；考虑几何非线性效应，最大挠度约38.7mm。线性分析与考虑非线性效应的分析结果相差约3.25%，两者基本一致。

  • 薄膜力

平板中SF1已形成较大的薄膜力，原因如同之前梁的例子，这里不赘述。
右侧边在X方向是自由的，而左侧是约束的，所以可以看到左侧的反力符号是各个方向，而右侧在X方向上是没有。

  • 应变

    平板的形变可能是由于大应变、大位移、大转动或者它们的组合。

观察上图，发现壳两面的应变居然是一模一样的？因为ABAQUS默认查看的是壳的底面（SNEG），这里需要将顶面与底面结果都展示出来：
从菜单Result > Section Points进入，设置如下：

轴向应变绝对值约0.38%，若应变小于5%通常当作小应变，平板形变为典型小应变问题。尽管是属于小应变问题，但是对于结果仍然有重大影响。

模型文件下载：

https://cloud.189.cn/t/zyMVRrYbYfq2 (访问码:kb0u)

平板虽然是属于小应变问题（本例），但是几何非线性效应对于分析结果仍具有重大影响。

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