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Abaqus耦合的应用及对应力集中影响

1年前浏览3545


在结构分析中,通常使用BeamConnector来模拟螺栓连接,这时需要在螺栓孔边缘节点耦合到孔中心。我们知道,ABAQUS中耦合有两种:kinematic coupling和distributed coupling,分别是运动耦合与分布式耦合,分别相当于RBE2和RBE3,其区别便不言而明。kinematic coupling不允许耦合节点的相对位移,所有节点均跟随控制点的运动,而distributed coupling允许耦合节点间的相对位移,控制点的位移或力可以分布到各耦合的节点,因此刚度较小。那么在建立螺栓孔的耦合时,用多少节点才能更准确呢?今天我们就讨论一下这个问题:螺栓孔耦合时用几层节点比较好?简单案列模型如图1所示,由两个part组成,两层厚度1mm的板间距20mm,开孔处通过四根弹簧连接,各孔与中心参考点设置分布耦合,利用Axial连接器模拟弹簧,刚度100。下层板四周固定,上层板中心孔施加强制位移5mm。由于薄板变形较大影响刚度矩阵,因此需打开大变形。
这里讨论耦合三层节点和一层节点两种情况(如图2所示),分析结果见图3,4,5。由云图可知,应力最大位置都在上板中心孔边缘,云图分布一致,但数值有明显差别如表1所示。
从这个简单案例可知,耦合一层节点会导致较明显的应力集中,导致局部区域的应力失去参考意义。因此在实际分析时,应尽量耦合2-3层节点,来减少应力集中效应。
  

耦合3    
耦合1    
上板最大应力(MPa)
546
643.5
螺栓孔最大应力(MPa)
322.2
399.9
 
 


1 模型及工况
 
2 Coupling节点层数(左为3层,右为1层)
 


  3 位移云图(左为3层,右为1层)
 
应力云图(左为3层,右为1层)
 


5 弹簧力曲线
来源:ABAQUS仿真世界
Abaqus控制螺栓
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首次发布时间:2023-08-17
最近编辑:1年前
yunduan082
硕士 | 仿真主任工程... Abaqus仿真世界
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