Simulation基础教程(8)

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1、SW-Simulation基础教程——第8章壳网格分析长沙凯士达信息技术开发有限公司技术工程师：谢莉学习内容创建壳网格执行结构分析并使用壳单元分析结果评价网格对应力集中的适应性知识点前面我们学习了四面体的实体单元来划分网格。当模型的截面不是薄壁结构时，这样的网格划分是合理的，然而当模型中的一个尺寸大大小于其他两个尺寸时，实体网格会占用很长的求解时间。如果要采用实体单元正确划分网格，则在厚度方向至少要划分2层四面体单元。这样的网格需要采用非常小的单元尺寸，以满足模型薄壁截面的网格数量要求。但在其他方向上，采用这么小的单元尺寸是完全没有必要的。因此在求解精度足够的前

2、提下，网格划分器在这些方向上创建了很多不必要的网格。结果，数目巨大的单元导致网格划分的时间大大提高。利用壳网格可大大减少分析求解的时间知识点创建壳网格钣金。程序自动将厚度均匀（掉落测试算例除外）的钣金视为壳体。软件提取中间面并且在中间面生成壳体网格。曲面几何体。曲面几何体被程序自动视为壳体。在表面上生成壳体网格（位于壳体的中间面）。实体零件。实体零件不再使用壳体单元网格化。不过仍可从实体面生成曲面几何体：打开零件文档并单击插入>曲面>等距。然后选择实体面进行等距并指定方向和等距距离单击插入->曲面->中间面在一对面中插入中间面。知识点细壳假设横截面垂直于中面并保

3、持平直，同时保证变形后横截面仍然垂直于中面。忽略了厚度方向的剪切变形及应力。适用于对长厚比大于20的薄膜结构。粗壳假设横截面垂直于中面并在变形后保持平直，但不再垂直于变形的中面。知识点钣金。程序自动提取并将钣金厚度分配到壳体。不能修改厚度。可在薄壳体和厚壳体公式之间选择。同时还可以直接利用实体模型来定义约束与载荷。曲面几何体。在默认情况下程序分配零厚度。可修改壳体定义PropertyManager中的壳体厚度。也可在薄壳体和厚壳体公式之间选择。所以模型的边界条件及载荷必须加载在曲面上。知识点壳单元对齐壳单元可以弯曲，因此在壳单元的上部和下部，应力结果通常不一样。

4、若模型中单元不一致，应力结果将出现错误。沿着未对齐的边线将平均化。因此应保证壳体对齐壳体底部为橙色，顶部为模型色。应力顶部。顶面总应力（折弯与膜片）底部。底面总应力（折弯与膜片）膜片。膜片应力分量折弯。折弯应力分量案例分析项目描述分析对象：一个作为自动带传动导轮的模压钢滑轮，分析目的：了解滑轮在0.2MPa载荷下的变形和应力情况案例分析模型准备先选用实体网格对模型进行分析；利用滑轮的一半进行分析，利用对称边界条件操作步骤打开零件“pulley”处理模型，取其一半设定选项：单位（公制）案例分析实体网格（默认大小）创建算例静态类型创建网格高品质，网格单元：0.3mm

5、添加固定约束添加对称约束案例分析实体网格（默认大小）添加压力载荷垂直于所选面，0.2MPa划分网格运行分析案例分析实体网格（默认大小）VonMises应力图解外表面和内表面最大VonMises应力为64.6MPa和82MPa厚度方向只分布一层单元案例分析实体网格（精细网格）新建算例复制约束和载荷划分网格高品质，网格单元:1.1mm查看网格细节案例分析壳网格前处理:提取中面案例分析壳网格定义新算例实体处理不包括在分析中定义壳体添加固定约束和压力，与上例一致案例分析壳网格定义对称约束注意：壳网格需要人工定义对称约束案例分析壳网格应用网格控制划分网格运行结果分析下部的

6、vonMises应力上部的vonMises应力总结壳网格与实体网格、位移、应力及自由度数量比较算例位移/mmVonMises应力/MPa自由度数量壳网格0.33883.7粗—实体网格0.31683.664008细—实体网格0.31886.8867652案例分析（钣金支架壳分析）两种配置无焊接斜边缘以焊接连接案例分析（钣金支架壳分析）集成的分析创建算例壳体定义材质：电镀钢添加固定约束支架两侧固定加载100lb力网格划分运行案例分析（钣金支架壳分析）无焊接配置案例分析（钣金支架壳分析）无焊接配置最大应力位于支架的尖锐凹角边缘——应力奇异性大于电镀钢屈服强度：2957

7、9psi案例分析（钣金支架壳分析）焊接配置最大vonMises应力为2091psi，远远小于屈服强度29579psi总结本专题介绍了壳单元，分别对钣金及实体零件进行壳分析。壳网格最想得到的就是中面位置。如果几何体非常复杂，自动提取中面是不可能的。在这种情况下，壳网格也可以指定为实体模型的外侧或内侧表面。考虑到壳网格适用于薄膜状的结构，通常误差不是很大，用户可以对进行相应的对比来评判结果。课后练习（搁栅吊件分析）项目描述分析一个支撑楼房地板搁栅的钣金零件，每个地板搁栅在末端都由一个搁栅吊件相连接，因此只针对横梁的一半，采用对称的方法分析其中一个吊件。搁栅吊件的背面

8、钉入一块木方中。每个搁栅