SolidWorks Simulation 有限元分析实例练习(21):自适应网格

前面的教程我们都是通过手动细化网格来提高分析的精度,在这个过程中,需要检查模型及分析结果,然后判断是否需要细化网格以获得正确的结果。今天我们将介绍新的求解方法即h-自适应和p-自适应来自动完成求解过程。

问题描述:

一个中空的悬臂支架,在其背面施加固定支撑,大小为22000N的均布载荷施加在围绕圆柱孔的分割面上,求最大的von Mises应力大小和位置,如下图所示。

方法:

1.首先我们通过一个标准的求解方法对问题进行求解。由支架的几何模型、载荷和支撑都是对称的,我们可以取模型的一半以简化有限元模型。因此激活模型的symmetry配置,如下图所示。

2.新建一个静应力分析的算例,名称为standard,如下图所示。

3.设置支架的材料为ANSI 304。

4.为了完成静态分析,我们必须给模型添加约束,使之无法移动。点击夹具鼠标右键选择“固定几何体”。

5.添加外部载荷。模型约束好之后,我们需要向模型施加外部载荷。选择外部载荷,鼠标右键选择“力”。

在模型圆柱孔的分割面施加11000N的力。注意仅施加一半的力,因为模型只是原几何体的一半。

6.施加对称边界条件,如下图所示。

7.划分网格。划分网格是进行有限元分析的基础。点击网格,鼠标右键选择“生成网格”。

8.运行分析,这样我们就可以得到分析的结果,最大von Mises应力为214.7MPa。

9.复制出新的算例,名称为h_adaptive,如下图所示。

10.设置算例h_adaptive的参数,右键点击算例h_adaptive并选择属性,点击“自适应”,在自适应方法中选择“h-自适应”,设置最大循环数为5,勾选网格粗糙化。

11.重新划分网格。将网格的密度设置为粗糙,如下图所示。

重新生成后的网格。

12.重新运行。注意到每步的解算过程对应于网格细化的次数。

从应力图解可以看到最大von Mises应力为228.6MPa,稍高于ANSI 304的屈服强度。

13.创建收敛图表,右键点击结果文件夹并选择“定义自适应收敛图标”,仅勾选“最大von Mises应力”,点击确定,我们可以的大如下图所示的收敛图。

可以知道自适应求解通过5步得到,第一步使用原始网格,后四步使用自动细化网格,网格在每次循环中都被进一步细化,达到最大循环次数5没有显示提示信息,说明整体应变能低于2%的要去没有得到满足。

14.再次运行分析。此时我们得到如下图所示的提示信息,此时说明收敛标准得到满足。

再次创建收敛图表,我们发现,h-自适应需要通过7次循环才能达到所要求的精度标准(2%)。

此时的最大大von Mises应力为228.9MPa。

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  • 本文由 发表于 2020年8月17日23:56:45
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