3.運(yùn)用ANSYS對加筋鋁板的建模及分析
3.1應(yīng)用單元介紹
本模型采用SHELL63單元與BEAM188單元相結(jié)合的形式，其中BEAM188 適用于分析細(xì)長的梁，元素是基于Timoshenko 梁理論的，具有扭切變形效果。SHELL63既具有彎曲能力和又具有膜力，可以承受平面內(nèi)荷載和法向荷載。本例中由SHELL63建立鋁板面板，BEAM188建立鋁板加強(qiáng)筋，實(shí)現(xiàn)了模型的建立。
3.2模型的建立及邊界條件
�、黉X板計算模型
鋁板為與工程計算方法相對應(yīng)，采用工程方法選取的對邊簡支，對邊固定的力學(xué)模型，其模型圖如圖3.2.1（a）所示。
②鋁板加強(qiáng)筋整體模型
整體建模是由上面所介紹的SHELL63單元與BEAM188單元相結(jié)合的形式, 本例中由SHELL63建立鋁板面板，BEAM188建立鋁板加強(qiáng)筋，采用假設(shè)鋁板與加強(qiáng)筋等強(qiáng)度結(jié)合，荷載由SHELL63傳遞給加強(qiáng)筋，使模型接近實(shí)際的整體受力。這里，加強(qiáng)筋建模時應(yīng)注意加強(qiáng)筋的形心的調(diào)節(jié)，使加強(qiáng)筋的腹板貼到鋁板面板上，以及開啟大撓度計算、扭切自由度，使之更符合工程模型。鋁板四邊的邊界條件采用的是四邊簡支，其模型如圖3.2.1（b）所示。
4.兩種計算方法的歸納和分析
4.1計算數(shù)據(jù)的匯總
根據(jù)以上兩總計算方式，應(yīng)用此例中的鋁板模型，分別施加不同的荷載Q可以得到，荷載Q與應(yīng)力及撓度分布線性圖表，歸納總結(jié)如下：
4.2計算數(shù)據(jù)的匯總
由4.1節(jié)數(shù)據(jù)對比可以得到，兩種計算方法的結(jié)果非常相近，ANSYS與工程算法的鋁板撓度計算結(jié)果最大相差17%，鋁板強(qiáng)度計算結(jié)果最大相差12%，鋁板加強(qiáng)筋撓度計算結(jié)果最大相差4%，而鋁板加強(qiáng)筋強(qiáng)度計算結(jié)果最大相差6%。
從上述數(shù)據(jù)列表還可以看出，兩種計算方法的應(yīng)力及撓度上升曲線基本相吻，這可以說明，利用ANSYS使用SHELL63單元與BEAM188單元相結(jié)合的形式來進(jìn)行鋁板面板及其加強(qiáng)筋的強(qiáng)度和撓度，與工程計算方法相符。
4.3工程實(shí)例
現(xiàn)本公司很多異型鋁板都是應(yīng)用此方法進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)證，下面列出上海在建工程，虹橋SOHO斜向鋁板飄帶的ANSYS模型圖，及計算結(jié)果以作參考。
5.結(jié)束語
本文應(yīng)用ANSYS對工程計算中較為成熟的平面加筋鋁板進(jìn)行建模分析，并與常規(guī)工程計算方法進(jìn)行比較，探討運(yùn)用ANSYS對金屬幕墻進(jìn)行計算的可行性，希望以此例為基礎(chǔ)，為異型鋁板，如折邊加筋面板、異型折彎面板、曲面加筋面板等等難以用工程計算方法進(jìn)行校核的模型，可選用ANSYS進(jìn)行校核，加強(qiáng)工程的安全性。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙西安，陳建東，侯茂盛，金屬與石材幕墻 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.7
[2] 劉偉，高維成，于廣濱，ANSYS12.0寶典 北京：電子工業(yè)出版社，2010.7
[3] 催德剛，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計手冊 北京：航空工業(yè)出版社，1996.6
[4] 田健，邱國俊，李成值，吳敬東，材料力學(xué) 北京：中國石化出版社2007.4【完】
上一頁12下一頁
