設計中有些結構的設計依靠的是前輩經(jīng)驗，缺少理論依據(jù)和相應的設計標準，或者是幾種結構形式，不知道哪種形式在更優(yōu)，強度更好。通過仿真模型，離散，加載載荷和邊界可以方便快捷直觀的解決這些困惑，使結構設計形式不斷進步。本例通過簡單螺釘柱設計，說明仿真在結構設計中的基礎應用。

 

 

圖 1 螺釘柱模型

 

目的： 確定圖中螺釘柱設計的各個參數(shù)值。

方法： 使用 ABAQUS/standard 模塊，固定底板邊緣，通過施加力 F1、F2，查看比較各個模型

受力變形情況

1、參數(shù) L 的確定

 

 

圖 2 離散模型

 

如上圖，整體模型包含上筋板長度 L 逐漸減大的 25 個模型

 

 

圖 3 施加力 F1 后，應力集中區(qū)域和最大位移位置（變形系數(shù) 10）

 

 

查看各個模型的受力和位移，做出 Smax 和 Umax 曲線，從而確定 L 的最佳取值。

 

2、參數(shù) l 的確定

 

a 第 1 個模型 b 第 17 個模型

圖 5 離散模型

 

整體模型中包含了 l 值逐漸增大的 17 個模型。

 

 

圖 6 施加力 F1 后，模型的位移云圖和應力云圖

 

 

圖 7 Smax、Umax 與 l 對應關系曲線

 

通過施加力 F1、F2，做出 Smax、Umax 與 l 對應關系曲線，確定 l 取值。

 

3、參數(shù) h 的取值

 

a 第 1 個模型 b 第 25 個模型

圖 8 離散模型

 

整體模型中包含了 h 值逐漸增大的 27 個模型

 

圖 9 當 h 取不同值時，最大應力區(qū)域出現(xiàn)變化

 

圖 10 Smax、Umax 與 h 對應關系曲線

 

固定柱子高度 H,改變肋板高度 h, Smax，Umax 與 h關系曲線如上圖,根據(jù)曲線及應力位置變化確定 h 取值。

 

4、參數(shù) H 的取值

 

a 第 1 個模型 b 第 27 個模型

圖 11 離散模型

 

 

圖 12 h/H 恒定，分別改變 h,H 取值，位移曲線圖

 

當 h/H<0.35 時，固定肋板高度的位移曲線更陡；當 h/H>0.35 時，曲線形狀相似。從位移曲線上的值看，當柱子過高時，會造成很大的變形，因此在滿足連接長度時，H 盡可能取小值。

 

結論

通過以上的分析，從曲線中可以確定各個參數(shù)的最佳取值范圍，用于指導結構設計。

 

資料來源：達索官方