不同建模方法的精度比较-看完就知道该怎么简化模型了
麻烦各位帮忙转发,分享,可以找我要部分案列模型哦。 不同精度的有限元模型可用于分析结构或任何物理系统,其选择取决于所需结果和可用计算资源。本文将使用ANSYS软件比较不同精度的有限元模型。以一个简单的管状悬臂梁为例,该梁通过四个螺栓连接到壁上的基座连接器,并在管端施加点载荷。我们将比较以下几种有限元模型(按精度和复杂度递减排列):实体模型表面梁模型梁单元模型远程力模型为了比较结果,我们对这四种不同精度的有限元模型进行了求解。观察发现,在给定载荷下,该结构中峰值应力最关键的部分是管基座连接器。因此,我们可以首先将非关键的实体网格管替换为具有表面单元的管,然后进一步替换为梁单元。最后一个模型完全忽略了管子,载荷通过位于管端位置的远程点(RBE3)远程施加。为了保证比较的公平性,我们调整了实体、表面和线单元(梁单元)的单元数量,直到达到可接受且可比的应力收敛。在所有四种情况下,管基座连接器的网格保持不变,因为这是关键部分,也是我们比较的主要焦点。所有四个模型都使用了管基座的相同实体网格。仿真结果总结如下表所示:需要注意的是,在所有四种情况下,管基座(关键部分)的峰值应力和变形是可比的。除了不存在管子的远程力模型外,管子的最大挠度也具有可比性。同样,三种模型的管子最大应力也具有可比性。作为额外的检查,所有情况下的螺栓轴向载荷也相匹配。因此,就关键部分的峰值应力和变形确定而言,所有模型都显示出可比的结果,如下面的应力等值线图所示:关键结构部件——管连接器的应力等值线相同。在某些情况下,管子的最大挠度也可能是关键的,而远程力模型无法提供该信息,但除此之外,所有模型基本上都能获得相同级别的细节。使用简化有限元模型(如梁单元和远程力模型)的主要好处是计算速度,如下图所示:计算时间比较。简化模型(低精度模型)与实体网格模型之间的计算时间差异显著即使对于这个简单的结构系统,这种时间差异也是显著的。对于更复杂和更大规模的模型,明智地将非关键结构构件替换为梁单元或远程载荷可以显著提高计算效率。一个很好的例子是大型桁架组件或飞机机翼结构,其中感兴趣的关键区域可能是机翼根部连接。在我的后续博文中,我将进一步探讨这一想法,以分析更复杂的桁架系统。来源:ABAQUS仿真世界