ANSYS知識普及7——如何施加扭矩(ANSYS專家編輯,非原創,歡迎轉摘)
本人準備出一個ANSYS知識普及系列,將有用的網上資料歸攏,由于知識水平有限,不對之處請諒解。也歡迎各位網友提供好的資料分享,讓我們共同完成這個ANSYS知識普及系列。
編輯人:技術鄰ANSYS專家
業務咨詢網址:http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
(打個小廣告)
聲 明:1、ANSYS知識普及系列中所有資料均來自網上;
2、如侵犯知識產權,請聯系ANSYS專家本人或者技術鄰,我將第一時間刪除。
小技巧:加本人關注,可以及時觀看本人發布的技術貼

在ANSYS中施加扭矩通常有cerig,rbe3,mpc184三種方法。還有把力矩等效為節點力的辦法,這個辦法毛病很多,不在討論之列。 cerig是在實際受載荷區域建立一個所謂"剛性區域",然后把載荷施加在跟這個剛性區域相連的“master node”上。 rbe3和cerig是類似的。不同的是,rbe3把施加在master node上的載荷,按照一定的權重,分配到各個"slave node"上。
cerig,rbe3兩種辦法的本質,就是建立了約束方程,而約束方程是線性的,所以,cerig,rbe3只能用于線性問題,對于大變形等非線性問題,如果不慎使用了cerig,rbe3,就會得到錯誤的結果。mpc184則支持非線性分析,所以,可以應用于大變形等非線性場合。
對于方法1,通過轉換為集中力或均布力,比如施加扭矩,把端面節點改成柱坐標,然后等效為施加環向的節點力;而施加彎矩,可以將力矩轉化為端面的剪切均布力;但這種方法比較容易出現應力集中現象;方法2,定義局部剛性區域。該方法有個不足,它在端面額外的增加了一定的剛度,只能適用于小變形分析。
下面是一個例子,分別用rbe3, cerig,mpc184施加轉動進行計算。
問題描述:一個截面為正方形的桿件,一端完全固定,另外一端施加轉動載荷,使端面旋轉45度(0.7854弧度)。桿件幾何參數:截面為1x1的正方形,桿長10。材料參數:e=10000;泊松比v=0.3;
分析:端面轉動了45度,明顯屬于大轉動非線性,分析的時候,應該選用支持大變形的單元類型,這里旋轉solid185。由于問題屬于大變形非線性,求解的時候,應該打開非線性選項NLGEOM,ON。模型簡單取1個空心梁,采用實體建模,單元用95,內半徑10mm,外半徑15mm,長度200mm,矩10E6 Nmm,mass21單元實常數取零。(1)梁建模劃網(2)在梁軸線上生成1節點,偏離端面10mm。(3)選定mass21單元屬性,通過第二步的節點直接生成單元(E或EN)。(4)指定剛性化區域(CERIG),先選取mass21對應的節點,再選取梁端面節點。(5)加約束和載荷,梁另一端全約束,在mass21對應節點上加扭矩。(6)求解后驗證結果。(7)在mass21上加彎距,求解驗證結果。加扭矩,按公式計算得到最大剪應力235.179Mpa。應力分布連續,無應力集中現象。加彎距,按公式計算軸向應力為470.357Mpa,但在應力云圖上梁端部明顯出現端部效應,取中間截面軸向應力對比,結果基本吻合。所以加彎距時考慮結構加長以減小端部效應的影響。
關于實體單元施加彎矩的方法一、施加方法思路1:矩或扭矩說白了就是矩,所謂矩就是力和力臂的乘積。施加矩可以等效為施加力;思路2:直接施加彎矩或扭矩,此時需要引入一個具有旋轉自由度的節點;二、在ANSYS中實現的方法這里說說3個基本方法,當然可以使用這3個方法的組合方法,組合方法就是對3個基本方法的延伸,但原理仍不變。
方法1:引入mass21,利用cerig命令Ex1:
/prep7
block,0,1,0,1,0,2
k,9,0.5,0.5,2.5
mp,ex,1,2e10
mp,prxy,1,0.2
mp,prxy,1,0.3
r,2,1e-6
et,1,45
et,2,21
keyopt,2,3,0
lesize,all,0.2
vmesh,all
ksel,s,,,9
type,2
real,2
kmesh,all
allsel
nsel,s,loc,z,2,3
NPLOT
CERIG,node(0.5,0.5,2.5),ALL,ALL, , , ,
allsel
/SOLU
f,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3
FINISH
/SOL
nsel,s,loc,z,0
d,all,all
allsel
solve
方法2:利用mpc184單元
/prep7
block,0,1,0,1,0,2
mp,ex,1,2e10
mp,prxy,1,0.2
mp,prxy,1,0.3
et,1,45
et,2,184
keyopt,2,1,1
lesize,all,0.2
vmesh,all
n,1000,0.5,0.5,2.5
type,2
mat,2
*do,i,1,36
e,1000,36+i
*enddo
allsel
allsel
/SOLU
f,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3
FINISH
/SOL
nsel,s,loc,z,0
d,all,all
allsel
solve
方法3:使用rbe3命令
/prep7
block,0,1,0,1,0,2
k,9,0.5,0.5,2.5
mp,ex,1,2e10
mp,prxy,1,0.2
mp,prxy,1,0.3
r,2,1e-6
et,1,45
et,2,21
keyopt,2,3,0
lesize,all,0.2
vmesh,all
ksel,s,,,9
type,2
real,2
kmesh,all
allsel
*di***a,array,36
*do,i,1,36
sla(i)=i+36
*enddo
*di***a2,array,36
*do,i,1,36
sla2(i)=i+36
*enddo
allsel
rbe3,node(0.5,0.5,2.5),all,sla,sla2
allsel
/SOLU
f,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3
FINISH
/SOL
nsel,s,loc,z,0
d,all,all
allsel
補充:
/prep7
block,0,1,0,1,0,2
k,9,0.5,0.5,2.5
mp,ex,1,2e103
mp,prxy,1,0.2
mp,prxy,1,0.36
r,2,1e-6
et,2,21
lesize,all,0.2
vmesh,all
ksel,s,,,9
type,2
kmesh,all
allsel
*dim,sla,array,36
*do,i,1,36
sla(i)=i+36
*enddo
*dim,sla2,array,36
*do,i,1,36
sla2(i)=i+36
*enddo
allsel
rbe3,node(0.5,0.5,2.5),all,sla,sla2
allsel
/SOLU
f,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3
FINISH
/SOL
nsel,s,loc,z,0
d,all,all
allsel
solve
工程師必備
- 項目客服
- 培訓客服
- 平臺客服
TOP




















