基于APDL蜂窝板有限元分析[权威精品].doc

基于APDL蜂窝板有限元分析-权威精品
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摘要研究了蜂窝板参数化建模有限元分析,分析内容包括蜂窝板长宽高,蜂窝芯胞壁厚、单元胞边长对蜂窝板力学性能的影响(包括抗压刚度、抗压强度、抗弯刚度、抗弯强度)。合适的尺寸可以极大程度的提高材料利用率,在保证力学性能的基础上减轻材料,降低成本。
关键词蜂窝板;APDL ;有限元;抗压刚度;抗压强度
TU5 A 1674-6708(2013)100-0072-03
蜂窝板由一块厚而轻的蜂窝芯和两块蒙皮板复合而成。蜂窝芯多有正六边形、正方形、棱形、矩形等。由于蜂窝板材料具有抗高压、减震、隔音、保温、阻燃等一系列优点,早在六十年代就开始运用于建筑、车辆、船舶、航空航天中。其中蜂窝板的蜂窝芯的材料有多种,有合金、金属复合材料、玻璃钢板等,并且其蜂窝夹心的边长也有变化,这给蜂窝板的有限元分析带来了极大地不便。本文基于ANSYS参数化建模,给出蜂窝板的参数化分析方法。实验采用APDL语言进行蜂窝板参数化建模,探讨其受到各种载荷时其损伤变形效果。同时提供了便捷的方法来研究载荷条件不变的情况下,蜂窝板的各参数对其压缩性能与弯曲性能的影响。
1 ANSYS参数化建模
APDL建模步骤
1)输入参数:蜂窝板长宽;上下两块蒙皮板厚度、密度、弹性模量、泊松比;蜂窝夹心边长、壁厚、芯高、密度、弹性模量、泊松比;
2)计算想X方向,Y方向的正六边形个数,绘制单个cell;
3)往X、Y方向复制,复制个数由蜂窝板长和宽控制;
4)盖上两块蒙皮板,进行OVERLAP;
5)加载、约束、求解。
代码及ANSYS模型
代码:
/PREP7
*SET,mat_longth,
*SET,mat_width,
*SET,skin_thickness,
*SET,cfrpthickness,
*SET,cell_size,
*SET,du_long,nint(mat_longth/(*cell_size)+1)
*SET,du_wide,nint(mat_width/(3*cell_size)+1)
*SET,panel_thickness,
!MaterialProperties
*SET,cfrpyoung,
*SET,cfrppoiss,
*SET,cfrpdens,1500
*SET,hcyoung,cfrpyoung
*SET,hcpoiss,cfrppoiss
*SET,hcdens,cfrpdens
ET,1,SHELL93 !8 node triangle for clamp
R,1,skin_thickness
r,2,cfrpthickness
!materialdefinition
!Mat1(skin)
mp,ex,1,cfrpyoung
mp,dens,1,cfrpdens
mp