【国产有限元软件iSolver案例分享】大型龙门吊静载受力分析

引言

iSolver为一个完全自主的面向工程应用的通用结构有限元软件，对标Nastran、Ansys、Abaqus设计和实现，具备结构有限元常用分析类型和单元、材料、载荷等基础算法组件，精度和Abaqus一致。本文以大型龙门吊静载受力分析为例，演示iSolver的分析流程，并将iSolver和Abaqus计算结果进行对比。

模型背景

此案例为大型龙门吊的静力学分析，分析对象为不规则三维实体结构。由于大型龙门吊为轴对称结构，所以取其1/4结构进行分析并施加对称约束。

为保证最大限度将模型划分为六面体网格以及四边形网格，需要将模型进行适当切分再用二维网格映射为实体单元和将矩管等结构用壳单元进行离散两种手段进行有限元模型建立。

该结构选用的单位制为m-Pa-s制，结构材料为钢，其弹性模量为210000MPa，泊松比为0.33，密度为7850kg/m3。

建模

有限元模型如下：

为了保证模型的求解精度，整体采用结构化网格划分，实体单元均为六面体单元，壳单元均为四边形单元。模型共划分为70950个单元，其中壳单元8580个，实体单元62370个。

材料属性如下：

约束与地面连接位置的六个自由度，在龙门吊吊点施加30N的载荷，并且施加对称边界条件约束。

结果对比

应力对比：

 

 

应变结果：

 

 

总变形结果：

 

 

X方向变形结果：

 

 

Y方向变形结果：

 

 

Z方向变形结果：

 

 

结果对比总表如下

由以上结果云图分析可知，iSolver和ABAQUS两个求解器对同一模型分析的结果同一性较好，应力、应变以及三向变形的最值发生位置一致，具体数值分析见下表。