2020 Ansys新单元CABLE280简介及应用实例

CABLE280单元是ANSYS 2020R1新推出的缆索单元,可以用来模拟拉索和电缆等中等至极细的以轴力为主的结构,广泛地应用于海洋平台、建筑和机械行业。

与其他线体单元(如LINK 180、BEAM 188、BEAM 189等)相比,CABLE 280采用了高阶形函数,能实现良好的网格收敛性和较粗单元下良好的计算精度。

CABLE280是三维的二次三节点线单元,单元几何构成图中包括I、J、K、L四个节点,其中节点L为方位节点,可省略。每个节点有三个自由度:节点x、y和z方向的平动。即其不受弯矩,只有平移自由度,计算效率高。

21.png

▲ 图1. CABLE280 Geometry

1、CABLE280是基于混合位移和轴力(U-F)函数:位移采用二阶近似,轴力采用一阶线性近似。当求解高度非线性的静力学或动力学问题时,需要使用迭代求解(NLGEOM,ON)。

2、CABLE280支持弹性、等向硬化、随动硬化、Chaboche硬化和蠕变;支持附加质量、阻尼、抗压刚度折减、粘性正则化和初始状态。

l  附加质量:可以对单元添加单位长度的质量(SECCONT ROL,ADDMAS)。

l  阻尼:可以定义非线性的阻尼系数(SECCONT ROL,,,CV1,CV2),用于表征流体环境的非线性阻尼效应特性。

l  抗压刚度折减:缆索非常柔软几乎不能受压,实际抗压刚度比较小,以抗拉刚度(EA)乘于系数进行折减。

l  粘性正则化:缆索在受压和受拉状态之间切换,因为刚度不连续,可能出现的收敛困难。单元使用粘性正则化帮助收敛。

l  初始状态:设置初始应力或初始应变,以保证求解的鲁棒性。因为柔软缆索侧向刚度非常依赖轴力,若无初始应力或初始应变,总刚矩阵可能奇异,计算无法收敛。

应用举例

用Cable280单元简单模拟铰车卷扬线缆过程

模型

建立一个内径1000mm,外径1200mm,宽500的实体环柱用于模拟绞车卷筒,长8000mm的线用于模拟线缆,在卷筒中心位置建立一个Keypoint。

其中:

l  卷筒外表面分割出一小块,将用于与线缆端绑定约束,模拟绳卡固定。

l  卷筒内表面与中心点建立多点约束绑定,卷筒将绕中心转动,以方便施加约束。

l  绳索与卷筒外表面建立摩擦接触,以模拟卷缆过程。

假定卷筒材料为结构钢,线缆材料为聚乙烯。

用Solid185单元来划分卷筒,

用Cable280单元来划分线缆。

22.png

23.png

2020Ansys新单元:CABLE280缆索单元简介及应用举例的图5

2020Ansys新单元:CABLE280缆索单元简介及应用举例的图6

▲ 图2. 几何模型

24.png

2020Ansys新单元:CABLE280缆索单元简介及应用举例的图8

▲ 图3. 有限元模型

材料属性

边界条件与加载

1、中心点:

Ux=0,Uy=0,Uz=0,ROTx=0,ROTy=0, ROTz=12.566(卷缆两周)

2、线缆端点:

Fx=100,Uy=0,Uz=60(排缆侧向位移),ROTx=0,ROTy=0,ROTz=0

位移结果动画

25.gif

免责声明:本文系网络转载或改编,未找到原创作者,版权归原作者所有。如涉及版权,请联系删

QR Code
微信扫一扫,欢迎咨询~

联系我们
武汉格发信息技术有限公司
湖北省武汉市经开区科技园西路6号103孵化器
电话:155-2731-8020 座机:027-59821821
邮件:tanzw@gofarlic.com
Copyright © 2023 Gofarsoft Co.,Ltd. 保留所有权利
遇到许可问题?该如何解决!?
评估许可证实际采购量? 
不清楚软件许可证使用数据? 
收到软件厂商律师函!?  
想要少购买点许可证,节省费用? 
收到软件厂商侵权通告!?  
有正版license,但许可证不够用,需要新购? 
联系方式 155-2731-8020
预留信息,一起解决您的问题
* 姓名:
* 手机:

* 公司名称:

姓名不为空

手机不正确

公司不为空