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振动筛的壳单元选择

壳单元是有限元建模中最常用的单元类型之一。当构件的长宽远大于其高度时,可以将这种三维构件理想化为二维构件,这样简化单元类型有助于提高计算效率。振动筛的筛箱侧板就是这种长宽远大于其高的构件,因此采用了壳单元。在ANSYS软件中,结构壳单元分为平面壳单元和立体壳单元。

圆振动筛

平面壳单元包括:Shell51、Shell61、Shell208、Shell209四种单元,立体单元主要包括:Shell43、Shell63、Shell91、Shell99、Shell93等,对于钢板这样的弹性材料,常常采用Shell63、shell93或Shell99单元。Shell63弹性壳,具有弯矩和薄膜特性。可承受与平面同方向及法线方向的荷载。每个节点6个自由度,有应力强化和大变形能力。

提供用于大变形分析的连续性相切矩阵。Shell93是8节点壳体。尤其适用于模拟弯曲壳体,具有塑性,应力强化,大变形,扭转能力。但是当壳的厚度发生变化时,这些单元的节点的位置仍在中平面上,这对单元的质量和刚度会产生很大的影响,而且会造成计算误差比较大。Shell99线性分层壳体,主要用于复合材料的分析,也可以用于传统材料的分析。它的每个节点有6个自由度:x,y,Z方向的平动和绕x,y,Z轴方向的转动,既具有弯曲能力又具有膜力,可以承受平面内载荷和法向载荷。所以木振动筛的侧板选用Shell99单元。

在振动筛筛箱侧板的模型中,将所有平面都设定为相同的法线方向,并使单元的厚度偏置为壳单元的底面。利用这种方法建立的侧板与振动筛的实际结构基木相符,往往可以得到比较准确的计算结果。

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