1 前言

工程建設(shè)中，采用吊繩對設(shè)備進行吊裝是非常常見的，吊裝方案設(shè)計中重要的一環(huán)就是對設(shè)備吊裝狀態(tài)下的強度剛度評估，當然吊繩的強度就更為基礎(chǔ)了。今天，我們用Workbench對物體的吊裝進行簡要案例演示，本案例的核心在于吊裝一體（吊繩和物體）的建模計算。

2 建模描述

我們在DM建立線體模型，仿真四根吊繩起吊一個鋼平臺，如下圖。由于鋼平臺需要用beam單元來模擬，吊繩需要用link/truss單元來模擬，涉及到不同類型單元的連接，若采用spot weld或者body-to-body的joint來連接，那么鋼平臺和吊繩要分別屬于不同的body。另外，兩種單元的連接點雖然是同一個位置，但是建模的時候這個位置要有兩個點分別隸屬于兩個單元的端點，再進行連接約束。

鋼平臺的結(jié)構(gòu)截面我們采用空心型鋼，吊繩的截面采用實心圓。

3 求解與計算

我們分別采用三種方式來模擬吊繩和鋼平臺的連接。除了連接點的設(shè)置不一樣，其他的力學條件都是一樣的。

首先，鋼平臺采用beam單元，吊繩采用link/truss單元（可以選擇受力形式，對于柔性吊繩，則不考慮受壓）。

簡化考慮，吊繩和鋼平臺的材料屬性均采用結(jié)構(gòu)鋼。

劃分網(wǎng)格，注意對于link/truss單元，只需兩端兩個節(jié)點，無需劃分網(wǎng)格，新版的workbench已經(jīng)自動略去該網(wǎng)格劃分。

對于link/truss單元，需要打開大變形選項，否則軟件會警告甚至計算發(fā)散。

另外，也建議打開弱彈簧weak springs選項，以防止發(fā)生剛體位移造成計算奇異，最后再查看weak springs的約束反力，如果相比其他邊界的約束反力微乎其微則可忽略weak springs對計算結(jié)果的影響。

我們建立如下的力學邊界，只考慮重力作用，該問題即為四根吊繩分別連接到鋼平臺四個點，然后從中心往上吊起鋼平臺。

3.1 采用spot weld連接

Beam和link/truss采用點焊spot weld連接設(shè)置如下，在接觸contact里面添加。

我們看一下這種設(shè)置的變形情況，從下圖可以看出變形趨勢符合實際情況。

再看一下各單元的軸向力情況，四根吊繩承受相同的拉力。

再看一下各單元的彎矩情況，由于link/truss只能承受軸向力，因此不存在彎矩結(jié)果，也無法用beam tool工具讀取梁應力。

檢查一下吊點的作用力，為1698.6N，與重力方向相反，力的大小與鋼平臺和吊繩的總重力一樣。

當然，我們也可以通過自定義的方式計算吊繩所承受的拉應力，只要將軸向力除以截面積即可。

3.1 采用body-to-body連接

通過創(chuàng)建類型為body-to-body fixed 的joint將吊繩和鋼平臺連接起來。

我們僅看一下變形和軸向力的計算結(jié)果，基本與spot weld連接設(shè)置的計算結(jié)果一樣。

3.3 通過多體部件form new part連接

此時，不再有connection設(shè)置，因為吊繩和鋼平臺組成了一個part部件，對于該設(shè)置，如果計算不開啟weak springs選項，則計算奇異。

同樣地，我們僅看一下變形和軸向力的計算結(jié)果，基本與前面兩種連接設(shè)置的計算結(jié)果一樣。

文章來源：仿真與工程 ，作者魚花生