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體單元模型與殼單元模型的計算誤差比較
閱讀：85 發(fā)布時間：2020-8-12
在靜力學(xué)分析中，對于板殼單元，只有板面的顯示結(jié)果符合工程實際，板內(nèi)顯示 為板面之間的線性變化，不一定符合工程實際[19]。因此，若需考察板殼內(nèi)部變形及應(yīng) 力分布，應(yīng)選用實體單元進行離散。
本文主要對加工中心的結(jié)構(gòu)件進行模態(tài)分析，擬通過采用殼單元模擬結(jié)構(gòu)件的壁 板降低計算量，提高計算效率。以一簡單結(jié)構(gòu)為例，如圖2.2所示，考察殼單元模型與 體單元模型的計算誤差。實例各側(cè)壁的值與本文研究對象相當，滿足使用殼單元 離散的要求。分別建立其殼單元和實體單元有限元模型，并比較模態(tài)計算結(jié)果。
分別采用體單元soli(i45、solid95、solid92和殼單元shell63進行離散，單元尺寸從 30mm開始，以5mm的間隔遞減，直至各階模態(tài)頻率與上一次計算結(jié)果相差小于 1%,此時的解作為該單元模型的終計算結(jié)果。考慮到高階實體單元的精度較高，以 采用S〇lid95單元建立的有限元模型的計算結(jié)果作為其它單元模型計算誤差的參考標 準，比較結(jié)果如表2.1所示。
| 表2.1 | 不同單元^ | 莫型的計寞 | 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 |
| 相對誤差/(%> | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| sol id一92 | 1368 | 1463 | 1622 | 1741 | 1804 |
| 相對誤差/(%) | 0.9 | 0.83 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| shell63 | 1317 | 1409 | 1576 | 1693 | 1771 |
| 相對誤差/(%) | -2.9 | -2.9 | -2.5 | -2.4 | -1.4 |
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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 的計算誤差控制在3%以內(nèi)，比體單元模型計算誤差略大。
建立實際結(jié)構(gòu)的有限元模型時，在誤差允許情況下，應(yīng)力求減少計算量。機械結(jié) 構(gòu)件中通常存在大量的板殼實體特征，若需要進行模態(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體，可在保證計算精度的同時大大 縮小計算規(guī)模，提高分析效率。尤其是對于大中型的結(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)分析與動態(tài)優(yōu)化”，因為編輯困難導(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！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明！