abaqus有限元建模小例子

1、問題一：工字梁彎曲1.1問題描述：在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn) 中，彎曲實(shí)驗(yàn)測(cè)定了工字梁彎曲應(yīng)變大小及其分布，以 驗(yàn)證彎曲正應(yīng)力公式。在這里，探用 ABAQUS/CAE建立試驗(yàn)件的有限元模型, ABAQUS/Standard模塊進(jìn)行分析求解，得到應(yīng)力、應(yīng)變分布，對(duì)比其與理論公 式計(jì)算值及實(shí)驗(yàn)測(cè)量值的差別。彎曲實(shí)驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)：材料：鋁合金 E=70GPa泊松比0.3實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示：結(jié)構(gòu)尺寸測(cè)量值:H=50 (+/-0.5mm) h=46(+/-0.5mm) B=40 (+/-0.5mm) b=2(+/-0.02mm) a=300(+/-1mm) F1=30N Fmax=300N F =100N1.2

2、 ABAQUS有限元建模及分析一對(duì)象：工字型截面鋁合金梁梁的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示，結(jié)構(gòu)尺寸、載荷、舍勺束根據(jù)1.1設(shè)定，L取1600mm，兩端各伸出100mm。二用ABAQUS/CAE建立實(shí)驗(yàn)件的有限元模型，效果圖如下：邊界條件簡(jiǎn)化：左側(cè)固定皎支座簡(jiǎn)化為下表面左參考點(diǎn)處的約束U1=U2=U3=0右側(cè)活動(dòng)皎支座簡(jiǎn)化為下表面右參考點(diǎn)處的約束U1=U2=UR3=0幾何模型有限元模型Y應(yīng)變（Z方向分量）：中間豎直平面的厚度方向應(yīng)變分布圖:F=200NTiu« aoqg p?lh由上圖可以看出應(yīng)變沿著厚度方向呈線性比例趨勢(shì)變化，與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的應(yīng)變值變化趨勢(shì)相同。中性軸處應(yīng)變均接近零值，應(yīng)變與距離中

3、性軸位移基本為正比關(guān)系。1.3分析結(jié)果：中間豎直截面上下邊緣軸向應(yīng)力數(shù)值對(duì)比：*10A-6 MPaMax: Auto-compute (9,61322e-05) I Show locationSpecify: g.61822E-005Min; » AutO'Compute 卜9,5789505) Show locationSpecify： -9.57895E-005距中性軸距ABAQUS模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)量值平均理論值1/2H-96.182*70000-97*70000-6.9165=-70000*98.807-1/2H95.789*7000092*700006.9165問題二：機(jī)身

4、中段結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形分布的有限元分析模型2.1問題描述：對(duì)單塊式機(jī)身中段結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元建模分析。載荷：氣密載荷、結(jié)構(gòu)重力、裝載作用力假設(shè)機(jī)身中段為圓柱框型結(jié)構(gòu)，具體尺寸可以假設(shè)獲得?，F(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的主要構(gòu) 件（如蒙皮、長(zhǎng)桁、隔框、地板等）用有限元進(jìn)行模擬，分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布及變 形基本情況。2.2機(jī)身結(jié)構(gòu)組成形式及受力承力分析：桁梁式機(jī)身，中段機(jī)身結(jié)構(gòu)主要由長(zhǎng)桁、蒙皮、隔框、地板組成，長(zhǎng)桁穿過(guò) 隔框直通結(jié)構(gòu)段，長(zhǎng)桁承受機(jī)身整體彎曲的軸力，蒙皮主要承受剪力及扭矩還有 小部分的軸力，隔框主要起約束及限制位移及變形的作用，機(jī)翼升力通過(guò)與加強(qiáng)框相連的結(jié)構(gòu)連接件傳遞至機(jī)身，加強(qiáng)框還要承受各部件傳來(lái)的集中載荷。 機(jī)

5、身 中段為近似圓柱體，主要承受氣密載荷、結(jié)構(gòu)重力、裝載作用力的作用。2.3機(jī)身結(jié)構(gòu)幾何模型及尺寸比例假設(shè)長(zhǎng)20米半徑4米按10:1建模2.4機(jī)身結(jié)構(gòu)的有限元模型將機(jī)身結(jié)構(gòu)中段離散化為有限元分析模型，要求如實(shí)反映結(jié)構(gòu)的幾何形狀、 構(gòu)造形式、材料特性、傳力路線、承載方式和邊界約束條件等基本要素。機(jī)身中段結(jié)構(gòu)基本可以近似為圓柱框體，側(cè)面開圓形舷窗。氣密載荷作用下的蒙皮受剪力及彎曲應(yīng)力，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)桁及梁受拉伸及彎曲作用 力，這里將蒙皮、隔框及腹板、地板簡(jiǎn)化為殼單元，將長(zhǎng)桁、框緣簡(jiǎn)化為空間梁 單元。1幾何模型：2載荷及邊界條件：氣密載荷：內(nèi)側(cè)0.101外側(cè)0.091簡(jiǎn)化為施加在蒙皮殼單元上的分布?jí)簭?qiáng)。結(jié)構(gòu)重力：2.5*10八-5施加在整個(gè)中段結(jié)構(gòu)上的體作用力。裝載作用力：0.05MPa施加在地板上表面的均布載荷。邊界條件：這里忽略機(jī)身中段受前后機(jī)身結(jié)構(gòu)的作用，由丁在飛行狀態(tài)，機(jī)身中段受由機(jī) 翼傳來(lái)的氣動(dòng)升力作用，與結(jié)構(gòu)重力及裝載重力平衡（氣密載荷為自平衡載荷） 在這里將約束施加在機(jī)翼機(jī)身連接