基于Creo Simulate 的板壳失稳仿真分析

刘红波 锦州市农业机械化技术推广站 锦州 121000

【文章摘要】

本文通过Creo 软件中的Simulate 模块来对板壳类零件进行了失稳仿真分析， 通过分析可以得到板壳失稳的载荷。本文设置的失稳模态数为4 阶，分别得出了4 阶失稳模态的载荷。为板壳失稳问题的提供了新的方法和思路。

【关键词】

Simulate ；板壳；失稳；仿真

0 前言

工程上大量采用薄的板壳型结构，它们在压力作用下，会在内部应力远小于材料的屈服极限应力时，突然产生垂直于压力方向的位移而降低承载能力，甚至发生破坏，这种现象称为失稳。失稳的后果是结构失效崩解，是相当严重的，因此有必要对板壳失稳进行分析。

常见的板壳稳定性问题板和壳的形式是多种多样的，有平板、曲板、扁壳、圆筒壳、圆锥壳和各种形式的旋转壳。它们所承受载荷的形式不尽相同，有单向受压和双向受压，轴压和外压等。

本文建立了扁壳零件，并对该零件施加单向压力，进而计算出零件发生失稳时的载荷以及在各阶模态下的位移变形。

1 仿真预处理

1.1 板壳零件的三维建模

利用拉伸和抽壳等工具建立板壳零件，如图1 所示。

1.2 分派材料及约束和载荷的添加

在零件模式下的应用程序中选择Simulate，进入仿真模块。首先为零件分派Steel （钢材料），然后添加约束和载荷，在下表面所添加的约束限制了零件的所有自由度，在上表面添加载荷为50MPa，如图2 所示。

2 零件的失稳仿真

选择分析和研究图标开始失稳仿真。在进行失稳仿真之前，首先要对零件进行静态的分析，如图3 所示。

对建立的静态分析进行一次求解，以作为后续分析的基础。然后，再新建失稳分析，创建的方法和静态分析类似。在失稳分析设置对话框中将失稳模式数设置为4。

对建立的失稳分析进行计算，计算完成后可以生成4 组失稳模态的失稳位移图，如图5、6 所示。从失稳模态1 图中可以看出，当载荷达到50×68.06MP，零件将失稳。

3 结语

利用Creo 软件中的Simulate 模块对板壳类零件进行了失稳仿真分析，可以快速的得出零件失稳的临界条件，为工程设计提供了依据，极大的缩短了产品的设计周期和提高了产品的质量。

【参考文献】

[1] 王俊奎、张志民编著：《钣壳的弯曲与稳定》，国防工业出版社，北京， 1980。

[2]E.H.Baker,L.Kovalevsky and F.L.Ri sh,StructuralAnalysis,McGraw-Hill,New York,1972

[3] 郭英涛, 任文敏. 关于限制失稳的研究进展[J]. 力学进展,2004,01:41-52.

图4 失稳分析设置

图2 约束和载荷设置

图1 板壳失稳分析

的模型

图5 失稳模态为1 和2 的失稳位移图

图6 失稳模态为3 和4 的失稳位移图

图3 新建静态和失稳分析039

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