前言
本篇将以NAFEMS中静力学benchmark为准,验证OptFuture线性静力模块求解精度,涉及到的模型名称分别为Background to Benchmarks和Scordelis–Lo roof。
算例一
总位移和Y向正应力计算结果如图3所示。
算例二
此算例是一个被广泛使用的基准模型,用于验证CAE软件在薄壁结构问题中的求解精度,屋面长度2L为50m,屋面半径R为25m,厚度为0.25m。外直面为自由面,外曲面受到约束,约束沿Y和Z方向平移,屋面顶部的直面和内曲面施加对称约束。在模型上表面的Z方向施加压强-90Pa。将计算出模型的最大Z方向变形并与参考资料2中给出的值进行比较。
Scordelis–Lo roof模型Z向位移计算结果如图5所示,最大Z向位移解为0.311m。
表2为OptFuture计算值与对标值的比较。参考资料2中引用的中面Z向位移的参考解为 -0.3086 m。实际上,在其他已发表的基准结果中该值为-0.302m,我们采用这个值作为该模型的基准解。此算例表明OptFuture在薄壁结构的求解中同样具有很高的计算精度。
结论
本次推送通过NAFEAMS中的两个经典静力算例对OptFuture静力模块计算准确性进行了评估。OptFuture线性静力计算结果显示,算例一中计算值与对标值的差异为-0.053MPa,相对偏差小于0.2%,算例二中计算值与对标值的差异为-0.009m,相对偏差小于3%,表明OptFuture计算值与NAFEAMS的对标值基本一致。
算例一验证了OptFuture在经典静力学问题中的应力求解精度,算例二验证了OptFuture求解薄壁结构问题的精度和效率。值得强调的是,OptFuture采用独创的空间网格技术,无需划分贴体网格;在薄壁结构中,也无需手动抽取中面。这大大简化了工程实际问题的求解流程,在汽车、航空航天等各工业部门中有广泛的应用前景。
- G.A.O. Davies, R.T. Fenner, and R.W. Lewis, Background to Benchmarks, NAFEMS, Glasgow, 1993.
- R.H. MacNeal and R.L. Harder, Proposed Standard Set of Problems to Test Finite Element Accuracy, Finite Elements in Analysis and Design, 1, 1985.