1、SW-Simulation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提下，网格划分器在
2、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持平直，同时保证变形后横截面仍
3、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。若模型中单元不一致，应力结果将出现错误。沿
4、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 添加固定约束 添加对称约
5、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
6、运行 结果分析,下部的von Mises应力,上部的von Mises应力,总结,壳网格与实体网格、位移、应力及自由度数量比较,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：29579psi,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
7、,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。 搁栅吊件的背面钉入一块木方中。每个搁栅的末端都由一个搁栅吊件支撑，并钉入相应的位置。,课后练习（搁栅吊件分析）,项目描述 计算搁栅吊件和搁栅的最大应力和位移,课后练习（搁栅吊件分析）,定义材料 2X10 beam(自定义) 电镀钢,课后练习（搁栅吊件分析）,连接 无穿透连接,课后练习（搁栅吊件分析）,连接 无穿透连接,课后练习（搁栅吊件分析）,连接 无穿透连接,课后练习,定义夹具 固定约束,课后练习（搁栅吊件分析）,定义夹具 对称约束,课后练习（搁栅吊件分析）,施加载荷 顶面：500N,课后练习（搁栅吊件分析）,结果分析,
