【iSolver案例分享68】加筋板建模及静力分析
1 引言
iSolver为一个完全自主的面向工程应用的通用结构CAE软件，以结构有限元分析为核心，对标Nastran/Ansys/Abaqus，支持静力、模态、稳态、瞬态、非线性等常用分析，精度和商软误差<0.1%，效率和商软相当，可用于航天、航空、船舶、汽车、机械、电子等各个领域。
静力分析用来分析结构在给定静力载荷作用下的响应。一般情况下，比较关注的往往是结构的位移、应力等参数。
iSolver可支持结构的静力分析，本文在iSolver中以加筋板建模及静力分析的整个流程为例，将iSolver求解结果与Abaqus进行对比，可发现iSolver计算结果和abaqus完全一致。
2 模型介绍及建模流程
2.1 模型介绍
加筋板是工程中常见的一种结构，矩形加筋板模型由底部面板和沿x、y方向的加强筋组成。
图1 加筋板示意
如图1，本文分析的加筋板长度L=3000 mm，宽度B=1600 mm，板厚为10 mm，沿x方向有两条等距的加强筋，材料为钢材，边界条件为加筋板的两端固支，中部受压力作用，板用壳单元建模，加强筋用梁单元建模。
2.2 建模流程
（1）在iSolver软件中，Module模块切换到Property。
图2 Module模块切换到Property
（2）点选菜单Material > Create，创建材料属性，如下图所示。设置Density为7.8E-9，设置Elastic > Young’s Modulus为2.1E5，Poisson’s Ratio为0.3。
图3 材料建立
（3）点选菜单Profile > Create，Profiles里面Type选择T型梁截面进行创建。
图4 T形梁建立
（4）Module模块切换到Part模块。点击Part > Create，创建一个Part部件，名称默认Part-1，点击OK。再点选菜单Shape > Shell > Stiffened Plate进行加筋板创建：
图5 加筋板建立
① 设置X方向间隔Dx为400，个数Nx为4，点击Nx后的“+”号，设置加强筋在X方向的排列位置；
② 设置Y方向间隔Dy为3000，个数Ny为2，点击Ny后的“+”号，设置加强筋在Y方向的排列位置。
③ 在Property对话框中，Material选择之前创建的Steel，Beams along x：型材为Profile-1,材料方向为0,1,0，表示沿x方向加强筋的截面1轴位于整体y方向坐标轴，Beams along y：型材为Profile-1,材料方向为-1,0,0，表示沿y方向加强筋的截面1轴位于整体x方向坐标轴。
图6 加筋板材料设置
（5）建模完成：
图7 建立的加筋板
3 网格划分及边界条件施加
3.1 网格划分
（1）将Module模块切换到Mesh模块，点击菜单MeshRefine > MeshRebuild：选中加筋板，点击下方的Done。
图8 选中板模型
（2）MeshSize输入100，点击Continue完成网格尺寸重置。
图9 设置网格尺寸
图10 网格划分结果
3.2 边界条件施加
（1）模型装配：Module模块切换到Assembly模块。点选菜单Instance > Create进行装配创建，选择刚才建立的模型：
图11 模型装配
（2）创建分析步：Module模块切换到Step模块。点选菜单Step > Create进行分析步创建，选择Static,General，点击Continue后采用默认设置，点击OK完成：
图12 分析步建立
（3）创建固支约束：Module模块切换到Load模块。首先需要创建节点集Set，点选Tools菜单下的Set > Create，弹出创建Set界面，选择节点类型（可以对Set命名），点击Continue，选择节点（按住Shift可多选）并点击Done。
图13 建立固支约束节点Set
点击菜单BC > Create，如下图所示设置BC类型，点击Continue，Region选择刚才建立的Set，设置固支约束ENCASTRE，约束施加结果如图15所示。
图14 建立固支约束
图15 固支约束建立结果
（4）创建载荷：首先需要创建面集Surface，点选Tools菜单下的Surface > Create，选中图16中要施加压力的单元并点击Done，然后点击Purple完成创建。点击菜单Load > Create，如图17所示设置Load类型和大小。
图16 建立Surface
图17 建立载荷
图18 建立的压力载荷
4 分析步设置及结果比较
4.1 分析步设置
Module模块切换到Job模块。点击Job菜单下的Create按钮，在弹出的Create Job对话框中输入Job的名称Job-1，选取Model。点击Continue，进入Edit Job页面，点击OK，完成Job的创建。
图19 建立Job
4.2 结果分析对比
（1）点击 Job菜单下的Manager，在弹出的Job Manager对话框中选择刚刚创建的Job的名称。点击Submit进行任务的计算。
图20 求解分析
（2）在Job Manager对话框中选择刚刚创建的Job-1。点击Results进入后处理界面进行计算结果查看，位移及Mises应力云图如下所示：
图21 位移结果
图22 Mises应力结果
（3）Abaqus计算的位移及Mises应力云图如下所示。在图例上iSlove与Abaqus相同，而在云图分布上两者计算结果非常接近，基本没有误差，其中最大值完全相同。
图23 Abaqus计算位移结果
图24 Abaqus计算应力结果
