SS-V:2050 厚方板

测试编号:VM06确定简支厚方板的前十二个模态和频率。

定义



图 1.

材料属性为:
属性
弹性模量
2e+11 Pa
泊松比
0.3
质量密度
8.3e+3 kg/m3

结果

板有三个频率为零的刚体模式。垂直约束不是施加于板的中间平面,而是施加于下边缘。这不允许清楚地分离面外和面内振动模式。此外,在全 3D 公式中,约束边将应力奇点引入到求解中。

其他注释:
  1. 参考解的 FEA 网格非常粗略,只有几个单元。网格线的定向和等参数单元基函数的不完备性导致了近似的人为“各向异性”。
  2. 垂直约束不是施加于板的中间平面,而是施加于下边缘。这不允许清楚地分离面外和面内振动模式。NAFEMS 结果中的这种分离是因为使用了非常粗糙的近似。此外,在全 3D 公式中,约束边是求解中强奇点的来源。
  3. 高阶单元 (HOE) 求解只有一层厚度为二次基函数的单元。二次函数不能捕捉弯曲(需要三阶函数)。低阶单元 (LOE) 的求解在厚度上有三层砖,但基函数是线性不完全多项式,也不能捕捉弯曲。
  4. 另一个 OptiStruct 模型用高密度(800000 个单元)网格运行。通过厚度(图 2)使用了 20 个线性 HEX 单元。这被认为是一个更好的比较。


    图 2. OptiStruct 网格
下表总结了模式。
  OptiStruct SimSolid % 差异 NAFEMS % 差异
模式 4 42.47 42.81 0.80% 45.90 -6.73%
模式 5, 6 100.74 102.10 1.35% 109.44 -6.71%
模式 7 147.89 151.10 2.17% 167.89 -10.00%
模式 8 183.70 188.30 2.50% 174.00 8.22%
模式 9 185.37 189.50 2.23% 未给出 不适用
模式 10 193.59 193.50 -0.05% 193.59 -0.05%
1 The Standard NAFEMS Benchmarks TNSB(标准 NAFEMS 基准 TNSB), Rev. 1990 年 10 月 5 日, 测试编号:FV 52