有限元分析学习——Anasys Workbanch第一阶段笔记(10)桌子载荷案例分析_实际载荷与均布载荷的对比

目录

[0 序言](#0 序言)

[1 桌子案例](#1 桌子案例)

[2 模型简化](#2 模型简化)

[3 方案A 前处理](#3 方案A 前处理)

1)分析类型选择

2)材料加载

3)约束、载荷及接触

4)控制网格(网格大小需要根据结果不断调整)

初始计算结果

加密后计算结果

[4 方案B、C 前处理](#4 方案B、C 前处理)

1)分析类型选择

2)材料加载

3)约束、载荷及接触

4)控制网格(网格大小需要根据结果不断调整)

初始计算结果

加密后计算结果

[5 总结](#5 总结)


0 序言

本章主要介绍基于桌子受载案例中不同载荷处理方法的相关操作,并对这些方法所得结果进行对比分析。

有限元分析基本操作流程

1 桌子案例

本文将分别使用方案A方案B方案C 分析该桌子案例

**方案A:**载荷不做简化(不压缩长方形物块,与桌面选择带摩擦接触"Frictional",选择惯性力"Inetial"中的标准地球引力"Standard Earth Gravity"负载)

方案B: 将载荷简化为均布载荷(压缩长方体物块,给予长方体底面区域均布载荷)

**方案C:**将载荷简化集中在长方体的四个角(压缩长方体物块,分别给予长方体底面四角以1/4的等效力)

2 模型简化

方案A 不压缩长方形物块,方案B、方案C压缩长方形物块
方案A
方案B 方案C

3 方案A 前处理

1)分析类型选择

设置几何结构"Geometry"特性"Properties"中的分析类型"Analysis Type"选择3D;

2)材料加载

材料确定为结构钢Structural Steel

3)约束、载荷及接触

**约束:**Fixed Support固定四个桌角

**载荷:**Inertial 给惯性力载荷(2020 R2 Inertial 在Environment选项栏),选择标准地球重力"Standard Earth Gravity",选择方向,朝桌底方向;

**接触:**长方形物块与桌面摩擦接触,摩擦系数设为0.2

4)控制网格(网格大小需要根据结果不断调整)

控制过渡

先先不对网格进行控制,自动生成网格Generate mash

初次计算 ,选择分别输出长方形物块和桌子的位移Deformation应力Equivalent(von-Mises)Stress 还有支反力Force Reaction;(其中尾缀为2的为桌子)

(tip:版本不一样功能位置可能不同,可以直接使用Quick Launch)

初次计算结果:
长方形物块位移
桌子位移
长方形物块应力

桌子应力
支反力结果

初始计算结果

|-------|---------|--------|--------|
| | 位移/m | 应力/Pa | 支反力/N |
| 长方形物块 | 5.15e-5 | 1.07e6 | |
| 桌子 | 7.00e-5 | 9.06e6 | |
| 支反力 | | | 704.49 |
[位移、应力最大值及支反力结果统计]

网格加密:

加密后计算结果

(因为趋势相同不再放置图片)

|-------|---------|--------|--------|
| | 位移/m | 应力/Pa | 支反力/N |
| 长方形物块 | 5.07e-5 | 1.07e7 | |
| 桌子 | 8.96e-5 | 9.32e6 | |
| 支反力 | | | 704.49 |
[加密网格后位移、应力最大值及支反力结果统计]

分析对比加密前后结果:

除了,长方形物块的最大应力结果相差较大,其余值均在误差范围内;造成长方形物块的最大应力结果相差较大的原因为:**尖角的应力奇异,**又案例要求求解的是桌子的变形情况所以,可忽略此问题。

4 方案B、C 前处理

1)分析类型选择

(同方案A)

2)材料加载

(同方案A)

3)约束、载荷及接触

约束:(同方案A)

载荷:

**方案B:**在桌子的长方形物块覆盖的矩形区域施加45.4*9.8=445N的均布载荷;

**方案C:**在桌子的长方形物四个顶角分别施加(45.4*9.8)/4=111.25N的载荷;

(为了控制变量,桌子而然施加惯性力,方便对比结果的支反力)
方案B
方案C

**接触:**无

4)控制网格(网格大小需要根据结果不断调整)

控制过渡:slow(同方案A)

先先不对网格进行控制,自动生成网格Generate mash

初次计算 ,选择分别输出桌子的位移Deformation应力Equivalent(von-Mises)Stress 还有支反力Force Reaction;

初始计算结果

(除均布载荷应力结果有细微差异外,其余趋势相同不再放置图片)
方案B均布载荷下的应力结果图

|-----|---------|--------|--------|
| | 位移/m | 应力/Pa | 支反力/N |
| 方案B | 9.04e-5 | 9.96e6 | |
| 方案C | 6.74e-5 | 8.89e6 | |
| 支反力 | | | 703.97 |
[初始方案B、C位移、应力最大值及支反力结果统计]

网格加密:

加密后计算结果

|-----|---------|--------|--------|
| | 位移/m | 应力/Pa | 支反力/N |
| 方案B | 9.23e-5 | 1.04e7 | |
| 方案C | 6.88e-5 | 9.26e6 | |
| 支反力 | | | 703.97 |
[加密后方案B、C位移、应力最大值及支反力结果统计]

5 总结

方案A与方案C的结果相似度高,在误差范围内,方案C结果偏差大,属于不适当的作用力简化。

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