GFE技术手册 | 有限单元3 - 一阶六面体单元

对模型整体施加X负方向10m/s²的惯性力荷载，有限元模型如图1所示。选取模型上若干节点和单元，如图2所示，输出其位移、最大主应变和Mises应力结果进行分析对比。表1给出所选节点的X方向位移，表2和表3分别给出所选单元的最大主应变和Mises应力，可以看到，两款软件计算结果的差异小于2%。图3进一步给出位移云图结果，可以看到，两款软件的计算结果吻合较好。

图1  有限元模型

图2  节点及单元编号

表1   X轴方向位移表

表2   最大主应变

表3   Mises应力

图3   位移云图

进行上述模型的模态分析。前三阶固有频率如表4所示，可以看出，两款软件的计算结果基本完全吻合。前三阶振型如图4所示，可以看出，两款软件的计算的模态形状吻合较好。

表4  固有频率

图4  前三阶振型

对模型施加X方向随时间正弦变化的惯性力载荷，幅值为10m/s²，加速度时程如图5所示。选取模型若干节点和单元，如图6所示，输出其位移、最大主应变和Mises应力结果进行分析对比。图7为节点的X方向位移时程，图8和图9分别为单元的最大主应变和Mises应力。由图可知，两款软件的计算结果吻合较好。

图5   正弦惯性力载荷的加速度时程

图6   节点及单元编号

图7   X轴方向位移

图8   最大主应变

图9   Mises应力

本篇介绍了GFE软件的一阶六面体单元，并使用该单元对一柱体模型进行了静力、模态和动力分析，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软件对该单元实现的正确性。