模拟试件的有限元分析建模

icem2005

　　在有限元分析建模过程中，为了准确模拟试件截面，包括焊缝，首先建立用户自定义截面(Userdefinedsections)。具体方法是，先确定截面的分格数量，以确定截面关键点的数量和位置，然后建立关键点(Keypoint)，并根据关键点建立相应的面，采用PLANE82单元将截面划分(mesh)成需要的网格，用secwrite命令将已经分网的截面存成截面属性文件，以备定义BEAM188单元时读取。

　　两组试件的自定义截面及其分网如图所示。第一组试件截面各边都分成18等分网格，对于第二组试件，翼缘都分成25等分网格，矩形和方形截面的腹板分别分成15和21等分网格。所有焊缝均为1个三角形网格。已有研究结果表明，这样的网格密度已经足够精确。

　　试件截面创建后，重新开始一个ANSYS任务，建立轴心受压柱的有限元模型。所有柱子均采用三维有限应变梁单元BEAM188模拟，且每根柱子均划分20个单元。BEAM188单元适于分析长细比从大到中等的各类梁柱构件。典型试件的有限元模型如图所示。

　　两组试件的钢材均采用vonMises屈服准则和多线性随动强化模型，应力-应变关系分别如图所示，数据来自材性试验实测结果，泊松比取0.3。图中，fy是钢材屈服强度，fu是钢材极限强度。

　　在模型中，y轴为通过截面中心沿试件长度方向，x轴和z轴分别是截面的弱轴和强轴。对于所有试件的有限元模型，所有节点(node)的扭转变形和x向平动位移均被约束，试件两端的z向位移以及试件底端的y向位移也被约束。



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