MPC在solid和shell单元连接处应用 - 图文

《有限元程序设计》

课 程 作 业

题目：MPC在solid和shell单元连接处应用

2015年6月4日

MPC在solid和shell单元连接处应用

本人利用ANSYS15.0软件进行练习学习此方法。

一、建立模型

模型包含一个薄圆柱桶和一个正方体底座。圆柱桶的半径为2.5mm，高为5mm；正方体的边长为5mm。建立模型如下。

二、划分单元

在Element >Add/Edit/Delete里，创建四类单元类型,结果如下图，分别为实体单元SOLID95、壳单元SHELL63、实体连接单元TARGE170、壳体连接单元CONTA175。CONTA175单元选项里,K2选择MPC算法,设置图如下。

在Material Props> Material Models里,设定单元的杨氏模量为2e11；泊松比为0.3；在Real Constants>Add/Edit/Delete里,SHELL63单元的厚设为0.5。

通过Meshing>MeshTool里，分别对为实体座和薄圆柱划分网格，为

了便于计算，单元边长设为1，结果如图所示。

三、处理连接部位

选择实体座的接触界面，并设置面上单元属性为TARGE170类型；选择壳体的接触线，并设置单元属性为CONTA175类型。然后选择以上单元，在Main Menu>Preprocessor>Modeling>Creat>Contact Pair 中，创建一个接触对。

四、施加约束

在Solution>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>On Areas，给实体座底部（视图里最左边的面）施加位移约束，位移为0。

Solution>Define Loads>Apply>Structural>Pressure>On Lines，在壳体自由端面上，施加1e6 N的压力。

五、计算并查看结果

在Main Menu > Solution > Solve > Current LS里，计算模型。 Main Menu>General Postproc>Plot results>Contour Plot>Nodal Solu里，

输出沿轴向位移云图，最大位移为0.594e-4m，如下。

输出等效应力云图，最大应力为0.288e7Pa，如下。

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