基于ANSYS的木板床的有限元分析VIP免费

基于ANSYS的木板床的有限元分析姚美良（昆明理工大学建筑工程学院，云南昆明650500）摘要：木板床是我们生活中的必需品。本文主要利用ANSYS来分析不同重量的人躺在床上的时候，木板床的应力应变；并通过不同的网格划分进行同一目标的计算。对比两种不同的情况，发现网格的优劣，对于计算结果的影响较大；找到木板床整个结构的薄弱点，并且通过对比不同种材料属性的木头的床体应变，为木床选材提供了部分依据。关键词：木板床；ANSYS；有限元；对比分析中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：FiniteelementanalysisofwoodbedbasedonANSYSYAOMeiliang（FacultyofCivilEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,Yunnan,650500,China）Abstract：Boardbedisanecessityinourlife.ThispapermainlyusesANSYStoanalyzethestressstrainofthewoodbedwhenpeoplelyinginbedwithdifferentweight,andcalculatethesametargetbydifferentgrid.Theadvantagesanddisadvantagesofgridinfluenceonthecalculationresults,findplankbedthewholestructureoftheweakpointandthroughthecomparisonofdifferentkindsofmaterialattributesofwoodbedbodystrain,asthematerialofthewoodenbedprovidespartofthebasisofthecomparisonoftwodifferentcases.Keywords：Woodbed；ANSYS；Finiteelement；Comparativeanalysis0引言木板床在我们的生活中非常常见，而且是我们的生活必须品，我们每天都会接触到。不过，我们的木板床应该选用什么样的木头？应该怎样设计它的结构模型，才能使得一张床用的久呢？本文主要讨论不同荷载情况下，木板床的应力应变关系。同时，由于现在有限元的流行，使用有限元解决这类问题变得非常方便。本文还针对不同类型的网格单元，不同的划分状况，对比分析其对计算结果的影响。旨在分析使用不同方法划分的网格，得到对于同一对象分析结果的差异，为以后计算同类问题提供经验。对于上面的些许问题笔者没有做到详尽的分析和解释，本文只是起到抛砖引玉的作用。为了方便模拟加载情况，将两个体重分别为65kg和80kg的人的荷载简化成为矩形面力施加于木板床上。同时，为了简化荷载，取两个人的平均肩宽为0.38m，高度均为1.7m。这样通过计算大约分别相当于1006pa和1238pa的两个面力作用于床面上。其结构的几何模型如图1。图1.木床几何模型的侧视图图2.木床几何模型的正视图1ANSYS有限元模型的建立首先，选择分析类型为结构。然后，定义单元类型。本次计算统一采用的单元为SOILD185（Brick8node185），Solid185单元用于构造三围固体结构，单元通过8个节点来定义，每个节点有三个沿着xyz方向平移的自由度。单元具有超弹性，应力钢化，蠕变，大变形和大应变能力[2]。最后定义材料参数。本次计算选取了笔者家乡的两种木头，分别是‘中林—14杨’和‘易县毛白杨’[1]，它们各自的材料属性如表1。表1树种属性弹性模量（pa）泊松比密度（kg/m3）易县毛白杨（项目1）8.826x1090.4429中林—14杨（项目2）8.728x1090.35361利用ANSYS所建立的有限元模型如图3：图3.木板床的有限元模型2网格的划分有限元网格的划分其实就是将模型进行离散化处理，当然，ANSYS提供了很多种网格类型和划分方式，针对不同的网格类型划分出的不同的离散化模型，所得到的计算结果是存在出入的。本文主要采用三角形单元和六面体单元分别划分网格进行计算，对比两种情况结果的差异。其中三角形单元划分的情况如图4，六面体单元分的情况如图5。图4.三角形单元划分情况图5.六面体单元划分的情况通常划分网格的数量越多，对于计算机的要求也就越大。鉴于笔者的计算机性能有限，这里以比较少的单元数量划分，并没有将划分网格的选项调为Fine或者更高。调用工作状态信息如下。我们可以查看划分网格的情况这里仅展示以三角形单元划分网格的情况（六面体单元分的查看方式情况是一样的）。可以看出，划分的网格有2059个单元，有1355个节点。GLOBALSTATUSANSYS-EngineeringAnalysisSystemJun05,201516:23Release14.000205070INTELNTVersionCurrentworkingdirectory:D:\PROJECTMENULISTFile:D:\ANSYSInc\v140\ANSYS\gui\e...