GFE技术手册 | 相互作用3 - 嵌入约束

分别采用GFE软件和软件A对如图1所示的有限元模型进行静力、模态和动力分析。模型中的壳体被嵌入实体中。实体质量密度2.5t/m³，弹性模量3×10⁷kPa，泊松比0.25；壳体质量密度2t/m³，弹性模量2×10⁵kPa，泊松比0.2。有限元模型节点数为9345，单元数为8072，其中四边形壳单元共72个，六面体单元共8000个。

图1 有限元模型

结构底端固定，Y向施加10m/s²的惯性力。选取结构上若干节点，如图2所示，输出其位移结果进行分析对比。表2给出了所选节点的Y方向位移。由表可见，GFE软件与软件A计算得到的位移结果差异小于0.1%。结构位移如图 3所示。由图可见，两款软件计算得到的位移云图结果吻合较好。

图 2  节点编号

表2  节点位移

图3  位移云图

进行上述结构的模态分析。前三阶固有频率如表 3所示，可以看出，两个软件的计算结果差异小于1%。前三阶振型如图4所示，可以看出，两个软件的计算结果吻合较好。

表3  固有频率

图4  前三阶振型

模型底部固定，给模型施加X轴方向幅值为1m/s²的正弦惯性力载荷，正弦时程如图5所示。选取模型上若干节点，如图6所示，输出其位移结果进行分析对比。图7为节点的X方向位移时程。由图可知，两款软件的计算结果吻合较好。

图 5  加载历程

图6  节点编号

图7  节点位移

本篇介绍了GFE软件的嵌入约束功能，并对该功能在模型静力、模态和动力分析中进行测试验证，并将计算结果与某国际知名通用有限元软件A进行对比，结果表明两款软件的计算结果基本一致，验证了GFE软件嵌入约束的正确性。