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Hyperworks/Radioss利用RBE3单元实现壳单元与实体单元连接
有时为了建模方便可以把模型的部分部件划分为壳单元,部分部件划分为实体单元。由于壳单元每个节点有6个自由度而实体单元的节点只有3个平动自由度,所以如果直接采用共节点的连接方法将无法正确传递扭矩。下面介绍在Hyperworks/Radioss中利用RBE3单元进行壳单元与实体单元连接的方法,并将分析结果与采用RBE2单元连接的情况进行对比。
由于RBE3单元属于柔性单元,从节点的位移是所有主节点位移的加权平均值。因此采用指定多个主节点的方法可以实现实体单元与壳单元之间自由度的正确传递。
下图所示为本例使用的模型,左侧一半为40*40*500的实体单元梁,右侧一半为40*40*500壁厚5mm的壳单元梁,中间采用RBE3单元将两个梁连接到一起。实体单元梁左端固定,在壳单元梁表面上施加大小为1MPa的压力。
为便于连接,可对实体单元进行局部抽取表面处理,直接连接壳单元与抽取的表面即可。下图所示为模型的实际连接状态。每个壳单元节点至少与3个实体单元主节点相连,且与每个壳单元节点相连的主节点中至少有3个节点不在同一条直线上,以保证壳单元的6个自由度都能传递到实体单元中。
下图所示为采用Radioss求解器的分析结果。由于RBE3单元具有很强的柔性,不会增加连接处的局部刚度,整个梁应力变化均匀,符合梁的受力变形特点。
下图所示为采用RBE2单元直接将两个梁的截面节点相连,在Radioss求解器中的求解结果。由于RBE2单元属于刚性单元,增加了被连接处的局部刚度,从而在连接处产生了应力集中,导致分析结果偏差。
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