1. 引言

ANSYS Workbench中梁與實體固定連接時，可以用bonded contact，也可以是fixed joint。實體間固定連接時，pinball的設置采用默認選項program controlled即可。梁與實體固定連接時，pinball設置不當則會產生嚴重錯誤結果。如圖1模型，2個零件均為實體，材料均為structural steel，細長梁截面尺寸50X50mm，長度400mm，底座截面尺寸140x140mm，厚度10mm，邊界條件如圖。零件間連接為bonded contact，formulation選program controlled，pinball region選program controlled，最大變形為0.15572mm如圖2，structural error為0.0035mJ。Formulation選MPC，以及pinball region的其它選項對結果影響極小，只是小數點后第三位數字開始有變化。

                   圖 1                                     圖2

2.Beam-solid采用bonded contact連接

如圖3，細長梁采用line body建模，邊界條件不變。為區別比較，底座上建立與梁截面尺寸相等的印記面。梁與實體底座bonded contact連接，目標面選擇為2種情況：50X50印記面和140x140整個表面。Formulation選MPC。試算發現，pinball的半徑對變形有決定性影響如表1。

圖 3

表 1

圖4、圖5、圖6、圖7

由圖4和圖5可見，當目標面與梁截面尺寸相同時，過小的pinball半徑（包括pinball默認設置）導致目標面沒有足夠的節點與梁端點建立約束方程，進而得出錯誤的結果。當pinball區域遠大于目標面時，建立約束的節點仍被限制在目標面內。由圖6和圖7可見，當目標面為目標體的整個面時，建立約束的節點由pinball半徑控制。

3.Beam-solid采用fixed joint連接

如圖8，邊界條件不變，梁與實體底座fixed joint連接，注意到零件表面被選中時，pinball region默認為all，可輸入數值改變pinball半徑。零件表面的選擇同樣取2種情況。試算比較如表2。由圖9至圖12可見，過小的pinball半徑會導致計算錯誤。Pinball的默認設置all使mobile面內所有節點與梁的端點建立起約束。

圖8

圖9、圖10、圖11、圖12

表2

來源自CAE集中營