3.運用ANSYS對加筋鋁板的建模及分析
3.1應用單元介紹
本模型采用SHELL63單元與BEAM188單元相結合的形式，其中BEAM188 適用于分析細長的梁，元素是基于Timoshenko 梁理論的，具有扭切變形效果。SHELL63既具有彎曲能力和又具有膜力，可以承受平面內荷載和法向荷載。本例中由SHELL63建立鋁板面板，BEAM188建立鋁板加強筋，實現了模型的建立。
3.2模型的建立及邊界條件
①鋁板計算模型
鋁板為與工程計算方法相對應，采用工程方法選取的對邊簡支，對邊固定的力學模型，其模型圖如圖3.2.1（a）所示。
②鋁板加強筋整體模型
整體建模是由上面所介紹的SHELL63單元與BEAM188單元相結合的形式, 本例中由SHELL63建立鋁板面板，BEAM188建立鋁板加強筋，采用假設鋁板與加強筋等強度結合，荷載由SHELL63傳遞給加強筋，使模型接近實際的整體受力。這里，加強筋建模時應注意加強筋的形心的調節，使加強筋的腹板貼到鋁板面板上，以及開啟大撓度計算、扭切自由度，使之更符合工程模型。鋁板四邊的邊界條件采用的是四邊簡支，其模型如圖3.2.1（b）所示。
4.兩種計算方法的歸納和分析
4.1計算數據的匯總
根據以上兩總計算方式，應用此例中的鋁板模型，分別施加不同的荷載Q可以得到，荷載Q與應力及撓度分布線性圖表，歸納總結如下：
4.2計算數據的匯總
由4.1節數據對比可以得到，兩種計算方法的結果非常相近，ANSYS與工程算法的鋁板撓度計算結果最大相差17%，鋁板強度計算結果最大相差12%，鋁板加強筋撓度計算結果最大相差4%，而鋁板加強筋強度計算結果最大相差6%。
從上述數據列表還可以看出，兩種計算方法的應力及撓度上升曲線基本相吻，這可以說明，利用ANSYS使用SHELL63單元與BEAM188單元相結合的形式來進行鋁板面板及其加強筋的強度和撓度，與工程計算方法相符。
4.3工程實例
現本公司很多異型鋁板都是應用此方法進行力學驗證，下面列出上海在建工程，虹橋SOHO斜向鋁板飄帶的ANSYS模型圖，及計算結果以作參考。
5.結束語
本文應用ANSYS對工程計算中較為成熟的平面加筋鋁板進行建模分析，并與常規工程計算方法進行比較，探討運用ANSYS對金屬幕墻進行計算的可行性，希望以此例為基礎，為異型鋁板，如折邊加筋面板、異型折彎面板、曲面加筋面板等等難以用工程計算方法進行校核的模型，可選用ANSYS進行校核，加強工程的安全性。
參考文獻
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