四面体单元与壳单元对比研究(含薄壁结构实例)
发布网友
发布时间：2024-04-27 04:16
我来回答
共1个回答
热心网友
时间：2024-04-27 13:49
四面体单元与壳单元在薄壁结构分析中的对比研究
在有限元结构分析的世界中，薄壁结构的处理常常是一道挑战。为了提升计算效率，抽壳技术被广泛应用，它能在保持精度的同时，显著减少求解规模。然而，非均匀厚度和不规则形状的薄壁结构，往往使得抽壳变得复杂。在这种情况下，实体单元的选择变得尤为重要。
探索分析路径
本文旨在对比分析，我们将使用四面体单元与壳单元对一个薄壁结构进行深入的静力学和模态分析。我们将展示两者在实际应用中的具体表现，揭示它们对结果的影响，以期为实际工程设计提供有价值的参考。
几何模型解析
我们的研究基于如下的几何模型设计，直观呈现了薄壁结构的特性与细节。
材料与边界设定
我们的模型采用了线弹性材料模型，边界条件设定为左右两侧的约束，保证了实验的准确性。
模拟过程与结果对比
首先，我们使用二阶四面体单元进行仿真，粗糙的网格在小孔边缘尤为显著，质量分布并不均匀。在加速度和力的作用下，我们观察到位移和应力的云图，以及模态频率和振型的分布。对比之下，一阶壳单元网格则带来了不同的视角，显示出更为精细的解耦效果。
当我们细化二阶四面体网格，精度显著提升。尽管在板厚方向仅有一层四面体单元，仍能准确捕捉应力和位移的大小与分布。然而，粗糙网格的四面体单元会导致约30%的精度偏差，尽管基本的分布特征仍能得到体现。
在模态分析中，同样明显的是，粗疏四面体网格的首阶模态频率偏差较大，随着阶数增加，误差也随之增大。然而，对于低阶模态，使用壳单元或精细四面体单元都能提供准确的频率和振型，高阶模态则可能存在较大偏差。
总结与建议
总的来说，对于薄壁结构，当抽壳有困难时，二阶四面体单元在足够精细的情况下，无论在静力学还是模态分析中，都能提供可靠的精度。粗疏网格虽然精度有所损失，但仍能捕捉到基本的应力和位移分布，尤其是对低阶模态的模态频率和振型。壳单元的优势在于规模的减少，但在实际应用中，四面体单元，尤其是精细网格，仍是值得考虑的选择。在设计和分析过程中，工程师应根据具体结构特性和计算需求，灵活运用这两种单元形式，以达到最佳的计算效果和精度。
四面体单元与壳单元对比研究(含薄壁结构实例)
在模态分析中，精细的二阶四面体网格能准确地给出模态频率和振型，但粗网格的首阶模态频率会有明显偏大，本文实例中偏差约9%，随着阶数增加，偏差会更大。壳单元在模态分析中同样表现出高效性，但粗疏四面体网格仅低阶模态有较好的参考价值，高阶模态可能会有较大偏差。
如何测量TOC？
总有机碳（TOC），由专门的仪器——总有机碳分析仪（以下简称TOC分析仪）来测定。TOC分析仪，是将水中的总有机碳氧化为二氧化碳，并且测定其含量。利用二氧化碳与总有机碳之间碳含量的对应关系，从而对水溶液中总有机碳进行定量测定。TOC分析仪...
四面体单元与壳单元对比研究(含薄壁结构实例)
首先，我们使用二阶四面体单元进行仿真，粗糙的网格在小孔边缘尤为显著，质量分布并不均匀。在加速度和力的作用下，我们观察到位移和应力的云图，以及模态频率和振型的分布。对比之下，一阶壳单元网格则带来了不同的视角，显示出更为精细的解耦效果。当我们细化二阶四面体网格，精度显著提升。尽管在板厚方向...
空间模块里的图片全部显示“此图片不存在”该如何更换模块?
(3) 改变输入点的文件定义一个曲面; (4) 重新定义用于定义曲面的轨迹或曲线; (5) 用曲面或曲面网替换实体模型的任一表面; (6) 将曲面缝合在一起形成一个封闭的容器从而生成一个实体模型; (7) 偏置一个曲面或曲面网; (8) 将一个曲面转换成一个薄壁实体。 它们...
Pro/ENGINEER的模块组成
7. 先进的设计特征扩展了 Pro/ENGINEER包括下列特征的特征库的能力:(l) 壳:产生各种“空心”实体,提供可变壁厚。⑵ 复杂拱形面:生成带有适合不同外形表面的实体模型。⑶ 三维扫描:沿著3D曲线扫描外形以生成雕刻状实体模型。⑷ 薄壁特征:很容易地生成各种“薄壁”特征。⑸ 复杂混和:以一种非平行或旋转的方式(“...
proe的组装图中怎么安装多个螺钉
proe的组装图中安装多个螺丝钉时，实现第一个螺丝钉的安装，再通过“重复”命令快速完成其它螺丝钉的安装。一、首先按正常步骤装好第一个螺丝钉，约束条件：轴对齐，匹配，确定。二、采用“重复”命令，选中第一步装配好的螺钉→编辑→重复，出现以下对话框地。三、选中对话框的对齐，匹配约束条件→点击...
proe中文野火版的模块功能
1. 自动生成四面体单元和三角形薄壳单元(单元厚度参数由模型厚度决定)2. 参数化定义网格3. 载荷与边界条件是参数化的,并被直接应用到几何体上(包括所有和局部区域)。同时也可连接到设计参数里。4. 支持作用于面的对流约束5. 支持固定点上的瞬时载荷约束十九、Pro/MOLDESIGNPro/MOL DESIGN模块用于设计模具部件和...
solidworks有限元分析怎么设置离散图解
一阶实体四面体单元(只有4个角节点,1个高斯点)、二阶实体四面体单元(有4个角节点和6个中间节点,共计10个节点,4个高斯点)、一阶三角形壳单元(只有3个角节点,1个高斯点)、二阶三角形壳单元(有3个角节点和3个中间节点,共计6个节点,3个高斯点)——这里的四面体不一定是正四面体,而三角形也不一定是正三角...
Pro Engineer介绍
1． 自动生成四面体单元和三角形薄壳单元(单元厚度参数由模型厚度决定)2． 参数化定义网格 3． 载荷与边界条件是参数化的，并被直接应用到几何体上(包括所有和局部区域)。同时也可连接到设计参数里。4． 支持作用于面的对流约束 5． 支持固定点上的瞬时载荷约束 十九、Pro／MOLDESIGN Pro/MOL DESIGN...
什么叫空间结构
有时也称为空间网架.其杆件多采用钢管或型钢,现场安装.常见的为平面桁架、四角锥体和三角形锥体组成,其节点形式有焊接钢板节点、焊接空心球节点、螺栓球节点.薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳等.是一种受力合理的结构型式.自然界动物的贝壳和蚌壳等,都是利用最少材料获...
proe是怎么一个软件
1. 自动生成四面体单元和三角形薄壳单元(单元厚度参数由模型厚度决定) 2. 参数化定义网格 3. 载荷与边界条件是参数化的,并被直接应用到几何体上(包括所有和局部区域)。同时 也可连接到设计参数里。 4. 支持作用于面的对流约束 5. 支持固定点上的瞬时载荷约束 十九、Pro/MOLDESIGN Pro/MOL DESIGN模块...
