有限元评估中人孔模拟方法合理性的研究
Rationality of manholes modelling in FEM analysis
有限元评估中,对主要支撑构件腹板上的人孔,协调版共同结构规范(CSR-H)要求删除适宜的单元进行模拟.而针对与人孔无本质差异的开口,规范允许采用不模拟开口但修正剪应力的方法.不同的模拟方法会引起人孔周围不同的应力水平.文章分析应力差异产生的原因,并比较各方法下人孔周围的应力集中系数.不同的建模方法导致不同的应力集中系数。但粗网格由于其精度不够,无法准确表达开孔处的应力集中程度,所以其屈服应力不能作为结构安全与否的判别依据,故规范要求对开孔处单元进行粗网格筛选。最后从单元屈服利用率的角度评估不同人孔模拟方法的合理性.判断一种模拟方法是否合理应结合其对应的筛选衡准,避免出现筛选结果满足衡准而细网格应力未符合要求的情况。针对开口的的模拟方法,即不模拟开孔几何但修正剪切面积,结合开口的筛选衡准同样能保证结构的安全。但此筛选衡准要求较高,可能带来额外的细网格分析工作量。建议按照人孔筛选衡准系数的确定方法,修正开口筛选衡准的系数。直接扣除开孔处单元或不模拟开孔几何但修正剪切面积这两种方法,结合各自的筛选衡准,均能筛选出有安全隐患的开孔。但扣除适宜单元的工作量较大,且适宜单元的标准不同可能导致筛选结果不同.规范应加以明确;对后一种方法,有限元评估软件应实现自动修正剪应力的功能。规范应允许两种方法并存,由设计者自由选择。 According to Harmonised Common Structural Rules (CSR-H),for manholes on primary supporting members (PSM),adequate elements should be removed during FEM analysis;while for the openings which are similar to manholes,shear stress should be modified without simulation of the openings.Different modeling methods will cause different stress levels around the manholes.It analyzes the reason causing stress differences,and compares the stress concentration factors around the manholes induced by different methods.Finally a conclusion is drawn to evaluate the rationality of different simulation methods from the viewpoint of yielding utilization factor.<br/>
作者单位:
中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011
母体文献
中国造船工业界共同结构规范技术研讨会论文集
会议名称
中国造船工业界共同结构规范技术研讨会
会议时间
2015年6月1日
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会议地点
上海
主办单位
中国造船工程学会 中国船舶工业行业协会
语 种
chi
分类号
U663
在线出版日期:
2016年11月30日