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无网格分析软件SimSolid分析精度验证——带孔平板的平面拉伸(对应壳单元)

2025年07月13日 CAE 阅读 0 views 次

本文使用无网格分析软件SimSolid来求解一种典型的带孔平面板(对应有限元分析中的壳单元)的静力分析,并与Optistruct、Ansys的求解结果和理论值进行对比,来验证SimSolid的分析精度。

1、验证模型

由于对称性,所使用模型为1/4带孔平板,尺寸如下所示。

模型参数:

参数
L100mm
H50mm
R20mm
F5000N
板厚1mm

材料参数

属性
弹性模量2.1e+11
泊松比0.3

2、SimSolid分析结果

由于SimSolid中没有单元的感念,因此在SimSolid中采用实体进行建模。通过在左面、背面和底面施加滑动约束来模拟板的对称性。SimSolid中创建好的模型和边界条件如下所示:

采用SimSolid2025进行计算,计算结果如下所示,最大应力377.46MPa。

3、Optistruct分析结果

使用Optistruct2025进行分析,抽取中面,单元选择PSHELL壳单元,网格大小1mm。在L和H两个边上施加对称约束,即在下图所示坐标系中约束L边的3、4、5自由度,约束H边的1、5、6自由度。计算结果如下图所示,最大应力352.6MPa.

4、Ansys分析结果

使用Ansys Workbench 2025的Static Structural进行分析,抽取中面,单元使用默认的2D单元,网格大小1mm。在L和H两个边上施加对称约束,即使用Displacement约束H边的X自由度,约束L边的Z自由度,约束圆边的Y自由度。

计算结果如下图所示,最大应力373.37MPa。

5、理论计算

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