節點力矩
關注創建者：亓官子介 創建時間：2019-12-18
節點力矩的實例教程
如果WeldEndElements設置為“應力或采用位移形式”，在分析中將考慮焊線端部單元，疲勞計算將在這些單元中進行，除非“WeldResultLocation設置為MidElementEdge”
⑥ 如果“WeldResultLocation = MidElementEdge”，同時WeldEndElements設置為“節點力”，焊線兩端部的單元中將不進行疲勞計算，但是這些單元的節點力對于應力計算是有貢獻的，因此推薦排除這些單元進行計算，在分析組屬性中設置“WeldEndElements=Exclude”。
圖5
ANSYS nCode DesignLife利用節點力和力矩提取應力進行焊縫疲勞計算，獲得全局坐標系每一個單元節點上的力 和力矩 。如圖5所示藍色單元表達的是焊接單元，綠色單元表達的焊趾單元。焊趾單元的應力計算考慮如下，例如以圖中單元6為例，結構應力計算之前，需要確定沿著焊趾單位長度的力和力矩。定義力和力矩作為矢量，單元6上節點7的節點力和力矩按照如下進行表達：
結構應力求解過程按照如下進行：
① 定義焊趾單元和面
② 定義局部坐標系，局部坐標系的x軸法相于單元的邊，z軸是單元6的7、8節點的平均法相，相對于焊趾面方向朝上。
③ 計算線力和力矩
線力f和力矩m，是沿著焊趾單位長度的力和力矩。
平均化上面計算的線力和力矩賦予給單元6焊趾邊的中間位置。
④ 在局部坐標系進行求解轉換
⑤ 計算垂直于焊趾的應力
垂直于焊趾的應力由膜應力和彎曲應力組成，其中t是焊趾單元的厚度，計算如下：
⑥ 寫結果進入文件提交求解
圖6是兩個計算算例的計算結果，計算過程與一般的應力、應變疲勞計算流程相同，注意材料選擇過程對于焊趾、焊根、焊喉材料的添加過程，其他具體操作略。
展開 2列出反力和反力矩
通過PRESOL命令(Main Menu>General Postproc>List Results> Reaction Solu)列出約束節點的反力和力矩。為了顯示反力，執行 /PBC,RFOR,,1，然后顯示所需的節點或單元(NPLOT 或 EPLOT 命令)。如要顯示反力矩，則用 RMOM 代替 RFOR。
3列出節點力和力矩
執行 PRESOL,F(或M) 命令(Main Menu>General Postproc>List Results> Element Solution)列出節點力和力矩。
也可以列出所選擇的節點集的所有節點的力和力矩。首先選擇節點集，然后列出作用于這些節點上的所有力。
命令：FSUM
GUI：Main Menu>General Postproc>Nodal Calcs>Total Force Sum
用戶也可以在每個已選擇的節點上檢查所有力和力矩。對于處于平衡狀態的實體，除載荷作用點和存在反力的節點以外的所有節點上，其總載荷為0：
命令：NFORCE
GUI：Main Menu>General Postproc>Nodal Calcs>Sum @ Each Node
FORCE命令(Main Menu>General Postproc>Options for Outp)指明檢查哪個力分量：
全部(缺省)；
靜力分量；
阻尼分量；
慣性力分量。
對于處于平衡狀態的實體，除載荷作用點或存在反力載荷的節點外，其他所有節點的總載荷為0(應用所有FORCE 分量)。
展開 二相及三相短路時的瞬態扭振分析
輸入二相或三相短路時電機的力矩方程。
Trated——額定力矩；
T0，T1，T2——其它力矩單元；
a0，a1，a2——時間常數；
φ1，φ2——相位角；
ω——角速度；
t——時間。
通過上式計算，可以得到，各節點力矩隨啟動時間的變化情況，見圖7～圖10。
4. 啟動狀態的瞬態扭振分析
輸入啟動狀態電機的力矩方程和負載方程。
lsdyna繩索仿真 ￥50
2.ELFORM=2， Belytschko-Schwer resultant beam，合力梁
只計算節點處的力和力矩，設有應力計算。
3.ELFORM=3， Truss， 桿.
只能承受軸向載荷（拉或壓），不能承受彎曲載荷。
經常用來模擬二力桿結構。
4.ELFORM=6， Discrete beam，離散梁/Cable。
節點有6個自由度，可以模擬繩索。
仿真中，繩索材料使用71號材料 MAT_CABLE_DISCRETE_BEAM
使用beam算法的ELFORM=1時，效果如下：
使用beam算法的ELFORM=6時，效果如下：
展開 耦合節點1和節點21X方向自由度
CP,2,UY,1,21 !耦合節點1和節點21Y方向自由度
CP,3,UZ,1,21 !耦合節點1和節點21Z方向自由度
CE,1,0,626,UX,1,2328,UX,-1,1,ROTY,-ABS(NZ(626)-NZ(2328)) !設置約束方程
CE,2,0,67,UX,1,4283,UX,-1,1,ROTZ,-ABS(NY(67)-NY(4283)) !設置約束方程
CE,3,0,67,UZ,1,4283,UZ,-1,1,ROTX,-ABS(NY(67)-NY(4283)) !設置約束方程
ALLS !全選
SOLVE !保存
FINI !退出求解器
!------------------------
/POST1 !進入通用后處理
PLNSOL, U,Y, 0,1.0 !顯示Y方向位移
PLNSOL, S,EQV, 0,1.0 !顯示等效應力
ETABLE,ZL1,SMISC,1 !讀取梁單元上I節點X方向的力
ETABLE,ZL2,SMISC,7 !讀取梁單元上J節點X方向的力
ETABLE,MZ1,SMISC,6 !讀取梁單元上I節點Z方向的力矩
ETABLE,MZ2,SMISC,12 !讀取梁單元上J節點Z方向的力矩
PLETAB,ZL1 !顯示梁單元X方向的力
PLETAB,MZ1 !顯示梁單元Z方向力矩
!
展開 
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4．外力功
由節點力（力矩）和位移（轉角）定義，指定邊界條件也有貢獻。
2.ELFORM=2， Belytschko-Schwer resultant beam，合力梁
只計算節點處的力和力矩，設有應力計算。
3.ELFORM=3， Truss， 桿.
只能承受軸向載荷（拉或壓），不能承受彎曲載荷。
經常用來模擬二力桿結構。
4.ELFORM=6， Discrete beam，離散梁/Cable。
節點有6個自由度，可以模擬繩索。
分布耦合連接是將Master節點的力和力矩按某種規則分配到Slave節點，保證力和力矩分別相等，即：
上述對六自由度的Master節點來說，一共只有六個方程，但每個Slave節點都有6個位置量，所以對多個Slave節點情況解不唯一，Abaqus、iSolver、Nastran等都有各自不同的分配原則，一般都是假定Slave節點不再存在Master節點分配過來的彎矩Ms，同時，Fs
軟件支持載荷和邊界條件：可以轉換Shell板單元均布力、beam梁單元均布力、節點集中力/力矩、慣性力等載荷，也可以轉換節點約束等邊界條件和工況組合設置。
2.ELFORM=2， Belytschko-Schwer resultant beam，合力梁
只計算節點處的力和力矩，設有應力計算。
使用了個節點 NI、N2、N3 進行定義，節點有6個自由度。
因無積分點，計算速度較快。
方便地選擇各種截面形狀。
主要用來模擬只考察合力結果的梁，如螺栓連接中的螺桿。
3.ELFORM=3， Truss， 桿.
該方法的核心是將節點力及力矩轉換成沿著焊趾的線力及線力矩，繼而分解出焊趾位置表面膜應力和彎曲應力，基于彎曲應力比插值焊縫S-N曲線，獲得相應的疲勞結果。
2 焊接疲勞分析案例
通常焊接結構疲勞分析有兩種有限元建模方式：殼建模和實體建模。其中殼建模網格數量少，計算規模小，在工程上得到了大量應用。
接下來，我們通過一個案例具體了解焊縫疲勞的仿真過程。
該方法的核心是將節點力及力矩轉換成沿著焊趾的線力及線力矩，繼而分解出焊趾位置表面膜應力和彎曲應力，基于彎曲應力比插值焊縫S-N曲線，獲得相應的疲勞結果。
焊接疲勞分析案例
通常焊接結構疲勞分析有兩種有限元建模方式：殼建模和實體建模。其中殼建模網格數量少，計算規模小，在工程上得到了大量應用。
接下來，我們通過一個案例具體了解焊縫疲勞的仿真過程。
第16項的序列號和命令節點I
請注意，SMISC 6（我們用來獲得節點I處的值）對應于MMOMZ——節點I的構件力矩。“e”的值隨不同的構件類型而變化，因此，您必須檢查每個構件的ANSYS文檔文件，以確定與您希望生成的繪圖相對應的適當SMISC。
解決方案的命令文件模式
利用ANSYS的圖形用戶界面（GUI）對上述實例進行了求解。
相反，約束是通過分配負載來強制執行的，例如：
–耦合節點處的力合力等于參考節點處的力和力矩，并且維持參考點周圍分布載荷的力和力矩平衡。
運動耦合約束不允許受約束的自由度之間發生相對運動。但是，它確實允許無約束的自由度之間的相對運動。
分布耦合允許受約束和不受約束的自由度之間的相對運動。耦合節點的相對運動將使分布負載的平衡條件得以維持。
例如，考慮圖4.2所示的懸臂梁。
圖2
圖3
限于篇幅以下僅針對基于“EntityDataType=ForceMoment”進行節點力和力矩進行應力計算要點的說明，其他方法可以參閱相關技術文檔。
“EntityDataType=ForceMoment”進行節點力和力矩提取要點：
① 垂直于焊接邊的正應力被提取（Weld Top面），平行的正應力和剪應力不進行計算。
