加强肋板的模拟方法讨论。stiffening rib VS stringers

rui40266825

问题简介：一块10*10米的钢板（以下简称母板），板厚15毫米。采用纵横的加劲肋板进行加劲，以保证钢板出平面的刚度。加劲钢板等距布置9@1米（9块*9块，成“井”字布置，相距1米），加劲钢板高0.3米，厚15毫米，长10米，与母板同材质。
问题来源*******************
方法一，对于加劲钢板采用壳单元模拟，即建模时候讲加劲板几何创建出来。（模型A）
方法二，对于加劲板采用stringer来模拟，赋予stringer梁截面特性，截面形状采用加劲板的实际截面形状，赋予相应的法线方向。（模型B）
所得2个模拟采用相同的边界，相同的荷载（仅对比重力荷载工况）。
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结果讨论：
结果所得，模型A的刚度似乎比模型B的刚度小很多，挠度相差50%，应力水平相差一个数量级。
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困惑：对与母板这样的加劲板可否采用stringer来模拟，尤其是模型规模较大时候，加劲较多时候是否可以使用stringer来模拟加劲的效果！******************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************
左侧为模型A（加劲板几何创建出来，采用壳单元模拟加劲板）；右侧加劲板采用stringer模（图中未显示梁截面所以看不出来）
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渲染梁截面效果图（左侧为模型A，右侧为模型B）
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由于上图可以看出加劲在母板的不同侧，所以故意将两者的重力荷载加载方向不同，以便方便查看同一响应。其竖向位移U3相差50%。附上CAE文件，10.0版本的。收点仿真币啊，轻拍各位！呵呵

wei1012

根据上面的几何参数，分别建立五种模型。
模型一加劲肋采用shell单元模拟；模型二加劲肋仍采用shell单元模拟；但两者差别在于加劲肋的边界处理，模型一仅加劲肋的上端点铰接（U1、U2和U3约束），模型二中加劲肋的上下节点均铰接；
模型三中Stringer采用I字形截面模型，利用截面偏心，实现加劲肋的偏心效果；
模型四中采用shell和梁单元模拟，梁截面用矩形截面模拟，Shell单元偏心，实现加劲肋的偏心效果，梁和壳之间用tie模拟；
模型五中仍采用shell和梁单元模拟，该模型不考虑任何的偏心效果，梁和壳用tie连接。

四个模型均施加自重，材料弹性模量为2e11（Pa），自重g取为9.8m/s2。下面给出三个图片：





附件为odb文件，abaqus6.10-1

wei1012

建议楼上先公开这个odb，供探讨。

对上述结论，不赞同。用壳模拟加劲肋的作用应该比stringer刚些。

关键是边界可能存在差异引起的。stringer一点表示铰接，壳单元是有两点，怎么保证是铰接？

rui40266825

wei1012 发表于 2011-12-20 11:15
建议楼上先公开这个odb，供探讨。

对上述结论，不赞同。用壳模拟加劲肋的作用应该比stringer刚些。

odb咋上传啊！这个难度好大啊！stringer使用的梁单元截面属性。看说明讲stringer和母体是共用节点的。在自由度上我给的边界条件完全是一致的。至于说用壳模拟的刚度要比用stringer的要大，这个有待商榷！

cadillac998

感谢分享

ydp_1234

benchmark_stiffening rib VS stringers.001.zip解压时报错，能否重新上传？