案例2 吊耳静力学分析（线性）

1.案例介绍

在化工行业和能源行业中，存在许多大型的重型设备。这些设备在工程建设、设备安装及运输过程中都需要经历重要的起重吊装作业，如下图所示。吊耳是设备进行吊装的关键受力构件，其强度和稳定性直接影响设备吊装过程的安全，在其设计阶段有必要对其进行分析校核以保证吊装作业过程中的安全性。该案例研究的是吊装过程中板式吊耳的稳定性，在吊装工况下分析板式吊耳的应力状况， 此案例为吊耳静力学仿真案例，研究的是吊装过程中轴式吊耳的稳定性，在吊装工况下分析吊耳的应力状况。

2.流程介绍

• 前处理与求解设置
  • 学习如何设置吊耳模型与材料相关选项
  • 学习如何合理设置吊耳边界条件
  • 学习如何设置求解器
• 后处理结果分析展示
  • 结果云图

本案例使用的网格模型为lug_MED

步骤一：导入网格

进入静力学分析模块，点击“静力学分析”下的“网格”，导入输入文件。本案例的网格名为lug_MED.med。如下图所示：

步骤三：单元设置

单元设置使用系统默认设置即可。

步骤四：全局模型设置

全局模型设置即设置模型的加速度载荷.设置沿Z轴负向的重力加速度，大小为9.8m/s2。设置如下图所示：

步骤五：材料设置

材料是有限元计算中必须设置的内容，软件可以通过材料的相关设置组装出模型的质量、刚度等矩阵。吊耳一般由钢所制，因此点击材料后的“+”，定义材料属性为“钢”，施加位置为体lug（图中箭头位置可以调节组元的展示方法）。

步骤六：边界条件设置

对有限元计算，总体而言就是解微分方程。要保证方程有定解，则需要引入一些条件，此类条件即为边界条件。以本案例为例，点击“边界条件与荷载”后的“+”，选择“固定支撑”，施加位置为底面bottom，设置如下图所示：

步骤七：求解器&时间步设置

本案例求解器采用默认设置，如下图所示：

本案例采用多分析步，结束时间为5s，时间步长设为1s。

步骤八：结果设置&计算

可在结果设置中选择所需的场，如下图所示：

点击“仿真计算”，开始计算，直至提示成功即可。如下图所示：

步骤九：查看计算结果

点击“结果云图”。在“物理场”下拉菜单中可以设置不同结果的名称，“播放键”可以让云图自动按时间播放。

等效应力

因为现实中物体往往处于复杂应力状态，等效应力即通过一个标量来表示物体一点的受力程度。
$$ \sigma _{eq}=\frac{1}{\sqrt2}[(\sigma _{1}-\sigma {2})^{2}+(\sigma {2}-\sigma {3})^{2}+(\sigma {1}-\sigma {3})^{2}]=\sqrt{3J{2}} $$ 其中，*$J{2}$*为应力偏张量第二不变量。*$\sigma{1}$、$\sigma{2}$、$\sigma{3}$*分别为大主应力，中主应力，小主应力 下图展示了吊耳在受力作用下的等效应力：

总变形

下图展示了吊耳在受力作用下的总变形：