悬臂梁不同单元类型计算误差分析

摘要

为了研究悬臂梁用不同单元类型计算应力结果与真实测量值的误差和该误差产生的影响因素.首先,用ABAQUS有限元软件对悬臂梁结构进行壳单元建模和实体单元建模,分别计算出Mises应力值,再用经典材料力学方法计算出相同情况下悬臂梁Mises应力值,然后用电阻应变测试法计算出悬臂梁的真实应力值,计算出各种应力计算方法相对于真实测量值的误差.最后,分别计算不同厚度悬臂梁,用壳单元和实体单元分别计算出的Mises应力值,将实体单元计算应力值代替真实测量应力值,得到壳单元计算结果相对于实体单元计算结果的相对误差.研究结果表明,悬臂梁用实体单元计算出的Mises应力值相对于壳单元更加接近于真实测量值.随着悬臂梁厚度的增加,壳单元计算结果的精度越来越小.对于同一厚度的悬臂梁,不同位置处壳单元计算应力值对于真实值的相对误差近似为一常数.