武世靖

摘要： 从四边固定正方形板受均布载荷的经典问题入手，结合不同类型单元的特点，探讨应用三维实体单元分析薄壁箱型结构时应注意的几个问题，纠正三维实体单元分析和应用的误区，为提高结构分析计算结果精度提供参考.

关键词： 薄壁箱型结构； 均布载荷； 三维实体单元； 有限元

中图分类号： TH123.3；TB115.1文献标志码： B

Abstract： Starting from the classic issue of the effect of uniform load on square plate with four fixed sides， several issues that should be paid attention to during the thinwall box structure analysis using 3D solid elements are discussed combining with the characteristics of different types of elements， and the misunderstanding of the solid element analysis and application is rectified. The results can provide reference for the accuracy of structure analysis and calculation.

Key words： thinwall box structure； uniform load； 3D solid element； finite element

0引言

自由网格划分技术是自动化程度最高的网格划分技术之一，可以在曲面上自动生成三角形或四边形网格，在几何实体上自动生成四面体网格，能够把三维实体模型原封不动地应用于结构分析模型，方便快捷、省时省力，尤其对于复杂几何模型分析，其优势非常突出.由于该方法只能生成四面体单元，因此不考虑结构特征而统统使用4节点三维实体单元的现象很常见.在许多情况下，薄壁箱型结构（如起重机桥架、桁架结构如角钢和槽钢等）也用自由网格划分技术划分为四面体网格，至于用该方法建立力学模型其求解精度如何、能否满足工程实际要求以及应当注意哪些问题等尚无定论.

在应用有限元法解决工程实际问题时，建立正确的力学模型，求得正确的、高精度的计算结果是分析的根本，也是结构分析人员的职责.四面体网格处理方法的计算精度怎样？如何正确选择使用实体单元和板壳单元以保证求解精度？使用实体单元模拟薄壁箱型结构时，如何把握单元类型、网格密度与求解精度的关系？……