光纤-薄壁结构应力传递有限元分析

发布时间：2022-01-06 00:24

　　为了使用光纤传感器监测舱体薄壁结构的应力状态,提前预警结构疲劳,需要对光纤-薄壁结构的应力传递特性进行分析.利用光纤对应力的敏感性,建立了光纤-薄壁结构的理论模型,分析得到应力传递率为0.659.通过ANSYS有限元软件对光纤-薄壁结构进行静力仿真,在不同的载荷下施加两种约束,得到应力仿真结果.通过对比仿真结果表明,在竖直约束施加的条件下,结构中心区域的仿真结果可以更好地表征应力传递特性. 

【文章来源】：中北大学学报(自然科学版). 2020,41(06)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

结构模型图和微元体受力分析示意图

在ANSYS有限元仿真软件中, 建立50 cm×50 cm×1 cm的普通钢材质的薄壁结构, 其弹性模量为2.1×1011 Pa, 泊松比为0.3. 选取A, B, C三个区域分别施加10 N和20 N的外力载荷, 进行静力仿真分析.图 2 为结构网格划分, B区域为结构的中心区域.对薄壁结构施加约束, 模拟薄壁结构实际的固定方式: 薄壁结构水平放置时, 对其约束的是底面对结构的支撑力, 故在仿真时施加的约束是与薄壁结构底面接触到的支撑力, 当竖直放置时, 对其约束的是结构四周边缘的支撑力, 故在仿真时施加的约束是薄壁结构四周边缘的支撑力.

图 3 为水平放置时分别施加载荷的应力分布图. 通过分析可以得到Mises等效应力: 在10 N外力载荷下, 对于不同区域, 等效应力最大值分别为0.050 54, 0.046 838, 0.049 136 MPa; 在20 N 外力载荷下, 对于不同区域, 等效应力最大值分别为0.067 387, 0.061 814, 0.069 647 MPa.图3 水平约束不同区域分别施加载荷的应力分布图

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3571340