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使用ABAQUS抽取中面


ABAQUS 抽取中面教程
在对结构进行分析时, 对于板壳状构造我们通常需要将其简化为壳单元进行 分析,此时就需要进行抽壳处理。常用 CAD 软件都有抽壳功能,ABAQUS 抽壳 功能较为麻烦,在使用“抽取中面”工具以后仍需要手工进行偏移,才能生成用 于分析的几何面。本教程采用图 1 所示的模型进行抽壳。其中包含了圆孔,变厚 度,加强筋等多种构造细节。

图 1 模型外观

1.

首先点击“指派中面”按钮,按提示选择需要指派中面的几何体。本例 中只有一个几何体,直接选择即可。选择后可以看到选中的几何体变为 黄褐色透明显示,此时上述几何体仅可以用于几何编辑,不能赋截面, 也不能装配或分网格。

图 2 设置抽中面区域后的几何体

2.

首先抽取主题主体部分的中面,经过多次尝试,由于 ABAQUS 在生成 中面时是通过便宜参考面的方式生成中面,因此变厚度部分无法精确抽 取,对变厚度部分稍后通过放样方法单独生成。

3.

点击“工具~几何编辑~表面~偏移”按钮,选择偏移面和目标面,具体设 置如图 3 。 选择相对简单的无加强筋的一面作为要偏移的面,自动选择 目标面即可,当无法自动选择时可以手工调整目标面,要偏移的面和目 标面应当是同一板壳相对的两个表面。确认后观察所得中面的位置是否 恰当,

图 3 偏移设置

如果所得中面的位置与预期的不符,很可能是选择了错误的目标面,如图 3 中设置时,得到的中面结果如图 4 所示,可以看到中面偏离预期比较严重。造成 上述误差的主要原因在于自动选择此时应当手工选取目标面。 手工选取目标面后 的效果如图 5 所示。 造成这一差异的主要原因在于自动选择目标面是加强筋的上 表面也被选择了进去,造成偏移距离计算出错,而当选择内侧作为偏移面时,则 有可能出现抽取的面在加强筋处有孔洞的情况。

图 4 自动选取目标面的偏移结果

图 5 手工选取目标面的偏移结果

4.

抽取加强筋部分中面的操作与前述步骤相同,仍然需要注意目标面的选 择。抽取后加强筋与主体中面之间存在半个板厚的间隙,需要修补,使 用“工具~几何编辑~表面~延伸”工具,选择要延伸的面和目标面。具体 设置如图 6 所示。设置完成点击确认以后,会弹出一个窗口,显示将要 延伸的边,如有需要可以修改。

图 6 面延伸设置

5.

使用“加工~壳~放样”工具生成变厚度部分的中面,依次选择变厚度部 分两边的边线即可。生成过渡部分的方法很多,大家可以根据需要灵活 采用。具体设置如图 7 。预览无误后点击确认即可。完成后可以在装配 中查看最终效果,最终效果如图 8 所示。

图 7 放样设置

图 8 完成抽壳后的结果

6.

非变厚度部分直接赋截面后的即可,变厚度部分需要建立厚度随几何变 化的截面。下半部分厚度为 5mm,上半部分厚度为 10mm。经过简单计 算可知,过渡段截面厚度 S 与其 Y 坐标值的关系为:
1 S = ? 7.5 4

其设置方法见图 9。

图 9 变厚度壳截面的设置


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