基于Creo Simulate的板殼失穩基于Creo Simulate 的仿真分析

【文章摘要】

本文通過Creo 軟件中的Simulate 模塊來對板殼類零件進行了失穩仿真分析， 通過分析可以得到板殼失穩的載荷。本文設置的失穩模態數為4 階，分別得出了4 階失穩模態的載荷。為板殼失穩問題的提供了新的方法和思路。

【關鍵詞】

Simulate ；板殼；失穩；仿真

0 前言

工程上大量采用薄的板殼型結構，它們在壓力作用下，會在內部應力遠小于材料的屈服極限應力時，突然產生垂直于壓力方向的位移而降低承載能力，甚至發生破壞，這種現象稱為失穩。失穩的后果是結構失效崩解，是相當嚴重的，因此有必要對板殼失穩進行分析。

常見的板殼穩定性問題板和殼的形式是多種多樣的，有平板、曲板、扁殼、圓筒殼、圓錐殼和各種形式的旋轉殼。它們所承受載荷的形式不盡相同，有單向受壓和雙向受壓，軸壓和外壓等。

本文建立了扁殼零件，并對該零件施加單向壓力，進而計算出零件發生失穩時的載荷以及在各階模態下的位移變形。

1 仿真預處理

1.1 板殼零件的三維建模

利用拉伸和抽殼等工具建立板殼零件，如圖1 所示。

1.2 分派材料及約束和載荷的添加

在零件模式下的應用程序中選擇Simulate，進入仿真模塊。首先為零件分派Steel （鋼材料），然后添加約束和載荷，在 下表面所添加的約束限制了零件的所有自由度，在上表面添加載荷為50MPa，如圖2 所示。

2 零件的失穩仿真

選擇分析和研究圖標開始失穩仿真。在進行失穩仿真之前，首先要對零件進行靜態的分析，如圖3 所示。

對建立的靜態分析進行一次求解，以作為后續分析的基礎。然后，再新建失穩分析，創建的方法和靜態分析類似。在失穩分析設置對話框中將失穩模式數設置為4。

對建立的失穩分析進行計算，計算完成后可以生成4 組失穩模態的失穩位移圖，如圖5、6 所示。從失穩模態1 圖中可以看出，當載荷達到50×68.06MP，零件將失穩。

3 結語

利用Creo 軟件中的Simulate 模塊對板殼類零件進行了失穩仿真分析，可以快速的得出零件失穩的臨界條件，為工程設計提供了依據，極大的縮短了產品的設計周期和提高了產品的質量。

【參考文獻】

[1] 王俊奎、張志民編著：《鈑殼的彎曲與穩定》，國防工業出版社，北京， 1980。

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

[3] 郭英濤, 任文敏. 關于限制失穩的研究進展[J]. 力學進展,2004,01:41-52.