SimSolid精度校验与实际分析案例应用

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  一、SimSolid精度校验

    以力学拉伸试样件为载体，将simsolid软件计算结果与实验结果进行比较，仿真分析时建立模型同实验样品一致，建立应变片相应的几何区域，在simsolid中查看相应区域应力值，与实验数据进行对比，验证simsolid软件计算的精度。

    试验材料使用12Cr2Mo1的韧性材料进行试验，首先根据尺寸进行车间加工，将试样件的相关区域粘贴应变片，粘贴完成后连接相关线路将试样件在万能试验机上进行试验，加载过程为20KN、30KN………80KN，加载到相对应数值时，试验机在相应拉力下停止两分钟，能够让应变仪记录准确的微应变数据。试样尺寸和应变片位置如下如所示

                                                             图1、实验样品几何尺寸

 

                                                                    图2、实验样品

    二、结果分析

    采用相同的边界条件对试样件进行建模用SimSolid软件进行分析计算，边界条件为一端固定、一端拉伸，计算后相应位置处的等效应力云图如下：

 

                                                     图3、20KN时五个应变片处等效应力

 

                                                     图4、30KN时五个应变片处等效应力

 

                                                   图5、40KN时五个应变片处等效应力

 

                                                  图6、50KN时五个应变片处等效应力

 

                                                 图7、60KN时五个应变片处等效应力

 

                                               图8、70KN时五个应变片处等效应力

 

                                           图9、80KN时五个应变片处等效应力

    在实验时应变仪数据变化灵敏，采用多记录求平均值方法计算。实验应变片平均数据如下表：

                                              表1、对应应变片微应变数值

	应变片1	应变片2	应变片3	应变片4	应变片5
20KN平均值	309	319	326	309	320
30KN平均值	463	477	465	470	466
40KN平均值	625	640	617	623	645
50KN平均值	765	790	764	777	798
60KN平均值	916	970	912	959	983
70KN平均值	1064	1104	1052	1098	1136
80KN平均值	1227	1263	1216	1266	1311

    根据微应变数据计算出该应变片处的应力值，同仿真数据进行对比分析，如下表：

                                                     表2、实验数据与仿真数据对比分析 

	应变片1（应力值MPa）				应变片2（应力值MPa）
力/KN	试验	ABAQUS	simsolid	误差	试验	ABAQUS	simsolid	误差
20	63.6	65.6	65.32	2.70%	65.7	65.3	65.28	-0.64%
30	91.4	98.5	97.98	7.20%	98.3	97.9	97.93	-0.38%
40	128.7	131.3	130.62	1.49%	131.8	130.6	130.56	-0.94%
50	157.7	164.1	163.27	3.53%	162.8	163.2	163.22	0.26%
60	188.8	196.9	195.86	3.74%	199.8	195.9	195.87	-1.97%
70	219.1	229.7	228.48	4.28%	227.5	228.5	228.48	0.43%
80	252.8	262.6	261.06	3.27%	260.2	261.2	261.12	0.35%

 

	应变片3（应力值MPa）				应变片4（应力值MPa）
力/KN	试验	ABAQUS	simsolid	误差	试验	ABAQUS	simsolid	误差
20	67.2	65.4	65.32	-2.80%	63.6	65.4	65.38	2.80%
30	95.9	98.1	97.88	2.06%	92.5	98.1	98.05	6.00%
40	127.1	130.8	130.58	2.74%	128.3	130.8	130.76	1.92%
50	157.3	163.5	163.22	3.76%	159.9	163.5	163.44	2.21%
60	187.9	196.2	195.85	4.23%	197.6	196.2	196.13	-0.74%
70	216.7	229	228.54	5.46%	226.1	228.9	228.8	1.19%
80	250.6	261.7	260.98	4.14%	260.4	261.7	261.46	0.41%

 

	应变片5（应力值MPa）
力/KN	试验	ABAQUS	simsolid	误差
20	65.9	65.3	65.26	-0.97%
30	96	97.9	97.91	1.99%
40	132.8	130.6	130.52	-1.72%
50	164.5	163	163.16	-0.81%
60	202.4	195.9	195.78	-3.27%
70	234	228.5	228.4	-2.39%
80	270.1	261.2	261.06	-3.35%

     上表中误差分析为实验值和SimSolid软件计算值比较，通过表中数据可得，试验数据与仿真数值相近，误差在5%左右，通过应变片的实际试验数据很好的验证了仿真数据，说明simsolid软件在线性静力学中计算结果可靠、精度与实验结果相仿。将该模型导入Abaqus中计算后与simsolid计算结果相比较，两者差值更小，同时可说明无网格技术在线性静力学分析计算中的准确性。 

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