利用有限元方法计算剖面刚心坐标

时间:2024-10-14 06:58:10

1、创建复合材料T型长桁有限元模型,包括网格、材料、铺层属性、边界条件、载荷、分析步,其中复合材料长桁的材料坐标系调整可参考“HyperMesh中修改复合材料材料坐标系”;单位采用N-mm-℃;

利用有限元方法计算剖面刚心坐标

2、对于有限元计算刚心坐标时,模型一端采用固支边界条件(约束1-6节点自由度),在另一端剖面平面上任一点通过RBE2连接剖面节点;

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3、载荷施加:分别在加载点施加两个剖面内垂直的单位载荷以及垂直剖面的扭矩;以本模型中复合材料T型长桁为例,剖面与XY平面平行,故施加X方向和Y方向的单位载荷a N,Z方向的扭矩Mz为a N*mm.本模型为了使变形明显,取a为100;

利用有限元方法计算剖面刚心坐标

4、创建3个分析线性分析步,结果文件中输出位移Displacement、Ratation、Stress和Strain,分别求解在Fx、Fy和M芰垄孕动z载荷作用下模型的变形;下图所示任意加载点下在Fx、Fy工况下分别发生了扭转变形,说明加载点不是刚心;

利用有限元方法计算剖面刚心坐标

5、根据材料力学扭转变形相关理论知识,如下图所示,给出了剖面刚心与任意加载点左边直接的关系;

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6、下面给出基于上述复合材料哌囿亡噱T型长桁剖面刚心验证结果,基于上述方法得到的剖面分别在X和Y方向的100N载荷,发现剖面只发生弯曲变形没有扭转变形,表明通过上述方法得到的剖面刚心糖蒯梏迹坐标为剖面的刚心位置。表明本文所介绍的通过有限元法计算剖面刚心坐标的方法是有效的。

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