2017年5月23日

體單元模型與殼單元模型的計(jì)算誤差比較

2.1.3體單元模型與殼單元模型的計(jì)算誤差比較在靜力學(xué)分析中，對(duì)于板殼單元，只有板面的顯示結(jié)果符合工程實(shí)際，板內(nèi)顯示為板面之間的線性變化，不一定符合工程實(shí)際[19]。因此，若需考察板殼內(nèi)部變形及應(yīng) 力分布，應(yīng)選用實(shí)體單元進(jìn)行離散。本文主要對(duì)加工中心的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行模態(tài)分析，擬通過采用殼單元模擬結(jié)構(gòu)件的壁板降低計(jì)算量，提高計(jì)算效率。以一簡單結(jié)構(gòu)為例，如圖2.2所示，考察殼單元模型與體單元模型的計(jì)算誤差。實(shí)例各側(cè)壁的值與本文研究對(duì)象相當(dāng)，滿足使用殼單元離散的要求。分別建立其殼單元和實(shí)體單元有限元模型，并比較模態(tài)計(jì)算結(jié)果。分別采用體單元soli(i45、solid95、solid92和殼單元shell63進(jìn)行離散，單元尺寸從 30mm開始，以5mm的間隔遞減，直至各階模態(tài)頻率與上一次計(jì)算結(jié)果相差小于 1%,此時(shí)的解作為該單元模型的最終計(jì)算結(jié)果?？紤]到高階實(shí)體單元的精度較高，以采用S〇lid95單元建立的有限元模型的計(jì)算結(jié)果作為其它單元模型計(jì)算誤差的參考標(biāo) 準(zhǔn)，比較結(jié)果如表2.1所示。表2.1 不同單元^ 莫型的計(jì)寞 f結(jié)果比較(單位：Hz) 階次 1階 2階 3階 4階 5階 solid一95 1357 1451 1616 1734 1797 sol id一45 1358 1452 1617 1736 1798 相對(duì)誤差/(%> 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 sol id一92 1368 1463 1622 1741 1804 相對(duì)誤差/(%) 0.9 0.83 0.4 0.4 0.4 shell63 1317 1409 1576 1693 1771 相對(duì)誤差/(%) -2.9 -2.9 -2.5 -2.4 -1.4 由表2.1中數(shù)據(jù)可得，體單元模型的各階模態(tài)頻率誤差均小于1%,而殼單元模型的計(jì)算誤差控制在3%以內(nèi)，比體單元模型計(jì)算誤差略大。建立實(shí)際結(jié)構(gòu)的有限元模型時(shí)，在誤差允許情況下，應(yīng)力求減少計(jì)算量。機(jī)械結(jié) 構(gòu)件中通常存在大量的板殼實(shí)體特征，若需要進(jìn)行模態(tài)分析，在殼單元適用和誤差允許的情況下，可使用殼單元替代體單元模擬板殼實(shí)體，可在保證計(jì)算精度的同時(shí)大大縮小計(jì)算規(guī)模，提高分析效率。尤其是對(duì)于大中型的結(jié)構(gòu)，效果更明顯。本文采摘自“SGM50A臥式加工中心關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)分析與動(dòng)態(tài)優(yōu)化”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！

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