ABAQUS下壳-实体耦合约束的应用

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我们在进行有限元分析的时候,经常需要使用多单元耦合分析,如果遇到需要壳单元和实体单元进行耦合分析的情况,ABAQUS可以为此提供更加方便的约束功能。

△图1 模型了解

回顾一下ABAQUS的有限元分析流程:

△图2 ABAQUS有限元分析流程

一、前处理

1.1 几何模型的构建

模型使用UG建模,ABAQUS直接导入即可。

1.2 材料参数的定义

1.2.1 材料本构

在property模块中,创建材料,定义elastic参数,杨氏模量为2.1e5MPa,泊松比为0.3。

1.2.2 截面定义

通过Create Section为实体模型创建Solid,Homogeneous截面,为壳体部件创建shell,Homogeneous截面,并定义相应厚度。

1.2.3 截面指派

通过Assign Section将创建好的截面指派给相应模型。

1.3 网格系统构建

1.3.1 装配

在Assembly模块中,通过Create Instance进行装配,如图1所示。

1.3.2 网格划分

在Mesh模块中,划分网格,得到如下所示网格模型。

△图3 网格模型

1.3.3 单元类型

单元类型保持默认。

二、求解

2.1 求解器的设定

在Step模块中通过Create Step创建静力通用分析步,分析步设置保持默认。

2.2 连接关系的构建

在interaction模块通过create constraint创建shell-solid coupling约束,shell边选择与实体相连的边线,solid表面选择对应表面。

2.3 边界条件的设定

2.3.1 位移边界条件

在Load模块中,通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre约束,选择实体左端面,施加Encastre约束。

2.3.2 载荷边界条件

通过Create Load创建Pressure载荷,选择壳表面施加0.001MPa压力。

得到的载荷约束如下图所示。

△图4 载荷约束

在Job模块中,创建相应作业并提交求解分析。

三、后处理

3.1 应力云图

△图5 应力云图

3.2 位移云图

△图6 位移云图

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