支反力的案例
基于Simsolid的超靜定桿支反力對比
為了驗證Simsolid計算結果的準確性，本文基于Simsolid對簡單超靜定桿進行了模擬，并對支反力結果與理論結算及某A有限元計算軟件進了了對比。
2. 有限元模型
如圖1所示，該模型由三根桿件組成，其中桿1長10 cm，桿2、3長7.5 cm，截面尺寸為2.5 x 2.5 cm2。材料彈性模量為2e11 Pa，泊松比為0.29，密度為7.82e3 kg/m3。
圖1 靜定桿超模型
3. 網格
因為網格是自動劃分的，所以可以省去這一步。
4. 連接及邊界條件
4.1 連接
桿1、2為”bonded”連接，桿2、3為“bonded”連接，如圖2所示，這些在Simsolid中可以自動識別。
圖2 桿件連接方式
4.2 邊界條件
桿件兩端固定，在桿1、2的接觸面上施加沿-Y軸方向500 N的力，在桿2、3的接觸面上施加沿-Y軸方向1000 N的力，如圖3所示。Simsolid好像顯示不了接觸面上的加載情況。
圖3 桿件邊界條件
5. 計算結果比較
如下表1可知，Simsolid的計算結果與理論解及某A軟件的計算結果誤差非常小，可知Simsolid計算結果是比較可靠的。
表1 計算結果對比
結果
理論解
某A軟件
Simsolid
底端沿Y方向支反力 (N)
600
598.86
598.96
頂端沿Y方向支反力 (N)
900
901.14
901.04
展開 ANSYS支反力存儲與累加宏文件
宏截圖（部分命令）
僅需將宏文件存入ANSYS安裝目錄下的apdl文件下即可調用，僅需運行宏就可輕松獲得支反力，省去長串add和prod命令（當然直接在后處理用循環語句也可完成，這里只是給出另一辦法）
調用命令如下圖，先選所需節點，再運行宏，就可在時間后處理查看了
選擇所需節點，這里是多個節點，故arg2填寫0
時間后處理查看，RY為例子所需支反力
因為模型是對稱的，故做了處理
曲線如圖，與上一篇帖子曲線一致
ABAQUS-如何求結構的節點位移單元應力分量和支反力
這兩個輸出的是節點位移與支反力。
圖15
圖16
在位置
下拉框中選擇積分點，在新窗口選擇S下拉菜單中的S11。這輸出的是單元應力分量。
圖17
點擊窗口的設置按鈕，更改名稱為link.rpt。
圖18
在保存目錄中用記事本打開
link
.
rpt
，即可得到相應的結果。
圖19
微信公眾號：CAE小花生
abaqus支反力為什么不平滑
abaqus做的復合材料的螺栓連接結構，用結構網格力很平滑但是厚度方向多了一層，算的慢，用掃掠網格算的快，但是出來的力時震蕩上升的，不知道是為什么
Abaqus邊界和載荷op參數詳解
圖4 位移模型
分別輸出1號螺栓位移加載點處的位移、載荷和支反力變化。
圖5 位移對比
注意到step 2中X向位移在mod設定時保持定值，而在new設定中則線性降低，但不是降至零，此時該點會在與支反力等效載荷作用下發生位移。
圖6 集中載荷對比
mod設定時，X向載荷始終為零；而在new設定中，在step 2開始時載荷即從零增至與step 1結束時該點支反力相同幅值，即代替支反力作用，此后在step 2中線性降至零。
圖7 支反力對比
mod設定時，X向支反力在step 2階段維持恒值；而在new設定中，在step 2開始時X向支反力即突變至零，且此后保持不變，可理解為邊界條件的移除是通過去除支反力及相應外載實現，在分析步完成時對應自由度的支反力和外載均為零。
圖8 支反力外載組合對比
組合支反力和載荷的對比可清晰顯示，new設定在step 2開始時，支反力和載荷幅值即刻互換，此后支反力維持零值，載荷則線性減少至零；mod設定中，支反力和載荷互不干涉，兩者在step 2中始終維持step 1結束時的幅值不變。
展開 根據命名自動提取并導出支反力_Ansys ACT Python ￥9.9
一 分析背景
當處理大量reaction force時，常常需要將數值提出，在excel或者matlab，再或者python中處理。
本文就講一下如何將reaction force提出到txt中。
本文代碼，主要能實現的功能是：
1.根據name selection 定位到相關面，并施加reaction force
2. Evaluate 各個所需時間下的結果，并寫成list
3. 將list寫成一定規律導出到txt文件，以便后續處理
APDL應該也能實現此功能，這里單說說python的事情。
只需要定義面的name、時間、txt文件路徑、提取的數據類型，就可以自動化實現。
二 分析模型
提取支撐柱上和平板接觸的三個面的reaction force。
2.1 建立named selections用于程序參數識別；
2. 復制代碼，運行。
修改代碼main函數中的自定義參數，以及提取信息函數。Txt結果如下，
展開 結構仿真逆向邏輯：深度解析如何在 Ansys 中給定位移并精確提取支反力 ￥2
03 方法與 COMSOL 的對比分析
維度
COMSOL 案例方法
本教程 Ansys 方法
備注
核心邏輯
全局方程（未知力F作為自由度，強制位移=2cm）
位移約束（強制位移=2cm，反推出約束反力F）
兩者數學上等價
線性/非線性
直接法求解
直接法求解
均可處理幾何非線性
適用場景
復雜的多物理場耦合，需將力作為未知量
純結構力學，快速獲取剛度，簡單直接
工程上反求力多用位移法
04 常見問題與解決思路
為什么不用 Force 直接加載？
因為未知力的大小，我們正在求解的就是這個力。如果隨意輸入一個力，很難恰好得到2cm 的位移。
結果有差異怎么辦？
檢查網格密度：特別是螺旋路徑上的網格份數，建議至少3-4 層單元。
檢查大變形設置：如果位移較大（如 20mm），建議在 Analysis Settings 中打開 Large Deflection（大變形）
如何得到彈簧剛度？
直接將反力（471N）除以位移（20mm），得到剛度 K=23.55 N/mm。
展開 ABAQUS參數化建模仿真并求出三維響應曲線的仿真分析
最終輸出的支反力結果如圖6所示。
圖6支反力結果
4.2響應曲面函數
響應曲面函數是三維擬合的一種方法，是為了直觀確定系統的最優解。使用scipy中提供的curve_fit進行多項式擬合，參數化建模見附件。最終結合的曲面如圖7所示。可以發現，所有數據點擬合函數的殘差平方的均值是1.86.具體函數可以表達為下式1所示。
圖7響應曲面函數三維圖
z=4.49xy-1.08x+3.35y^3（1）
5結論
本文案例固然簡單，但實現了基于ABAQUS與Python的參數化聯合建模方法的應用，對于一些大型或者微型結構件的前后處理建模及后處理中支反力輸出、最優解輸出都有一定的參考意義。
展開 【ABAUQS】浮置板-隧道-土體-建筑有限元建模及動力響應 ￥800
本帖介紹一套完整的浮置板-隧道-土體-建筑有限元模型
模型包含：鋼彈簧浮置板，隧道，土體（三層），框架式建筑物，如下圖所示：
整體網格圖：
隧道局部網格圖展示：
土體分為三層，且最外邊框采用無限元技術盡可能防止波的反射：
列車荷載采用Matlab封裝自編程軟件，同時搭載多節車動力學，仿真獲取有限元模型所有扣件位置處的支反力。（本貼中不加入自編程軟件模塊，因為有很多成熟的商業軟件都可以實現支反力的提取，如實在對作者軟件感興趣，可帖外咨詢）但，作者還是要介紹！！！
主要文件介紹：
VTC.exe文件就是封裝軟件本件。當然因為是作者自編，那么.m文件也就是對應的源代碼咯。
Force.xls 文件即為本模型所需的全尺寸扣件支反力，部分展示如圖：
Pj.xls文件是擴展需求，為了滿足用戶可能需要實現移動荷載，也就是在鋼軌上進行加載的需求而輸出。部分展示如圖：
MyAppInstaller_mcr.exe這個文件很重要，是打開軟件時候一定要安裝的工作環境。
接下來繼續介紹有限元模型，無論通過什么方式得到的扣件反力挨個加到相應扣件位置處進行動力學求解。下圖展示了在浮置板軌道上的加載位置
結果展示
該圖為浮置板的垂向加速度
該圖為隧道的垂向加速度云圖，右邊為隧道的垂向加速速度時程
該圖為全局的垂向加速度云圖，右邊為地表的垂向加速速度時程
該圖為各層的垂向加速度，說明了傳遞規律的正確性
本帖不包含：VTS耦合動力學軟件，以及本模型未處理的全部操作錄制視頻
不放入本帖主要是考慮到大家不一定需要，不愿捆綁出售，有需要的可以帖外咨詢我，或者看我別的帖上面有沒有單獨放置的對應內容課程
展開 基于LS-DYNA的鋁合金前防撞橫梁結構設計與優化
圖4.3 鋁合金前防撞梁100%重疊剛性墻低速碰撞的塑性應變分布
由圖4.4的鋁合金前防撞梁系統100%重疊剛性墻低速碰撞支反力曲線可以看出，在0.054s，即壓縮階段結束時達到了支反力的峰值，為51.91kN，遠高于原鋼制前防撞梁系統最大支反力29.25kN。此時前防撞橫梁達到屈服極限，隨后因為防撞梁系統發生塑性變形，支反力開始下降，直至0.082s降為0，此時平板剛性墻與鋁合金前防撞梁系統基本沒有接觸。
圖4.4 鋁合金前防撞梁系統100%重疊剛性墻低速碰撞的支反力
圖4.5展示了鋁合金前防撞梁系統100%重疊剛性墻低速碰撞中能量變化的情況。能夠明顯的看到，沙漏能非常小，在總能量中占比遠遠低于5%，出現了極少量的負界面能，這是因為出現一定的滑移現象造成的，這說明整個仿真的模型以及計算結果是有效的。隨著時間的不斷增加，整個系統的動能在不斷地減小，而內能在不斷地增加。在0.032s的時候，系統的動能和內能相等。由于0s至0.054s系統處于壓縮階段，所以內能不斷地增加，直到0.054s達到峰值，為723.74J，與原鋼制前防撞梁系統的內能峰值基本一致，但比原鋼制系統能量轉化速度要快；同時動能不斷減小，并在0.054s達到最小值，0J。而在0.054s至0.3s，系統處于回彈階段，所以內能在減小而動能在增加，隨著時間的推移，內能最終趨于穩定值577.03J。
圖4.5 鋁合金前防撞梁系統100%重疊剛性墻低速碰撞的能量
綜上所言，新設計的鋁合金前防撞梁系統整體剛度要高于原鋼制前防撞梁系統的，并且此鋁合金前防撞梁系統在100%重疊剛性墻低速碰撞仿真分析中表現綜合要優于原鋼制前防撞梁系統。因此鋁合金前防撞橫梁的結構設計與優化基本達成目標。
展開 利用SimSolid進行同軸連接器彈片力學性能分析
我們需要分析其外圈彈片的應力應變及支反力，彈片材料為鈹青銅。
Simsolid不具備模型建模和處理能力所以需要在Proe中進行建模，如下：
旋轉成60度實體。
通過結構分析簡化，可將以上模型簡化成弧形懸臂梁模型，可根據其端面的撓度0.05mm最大變形量計算出彈片理論正向力。
在Simsolid中創建鈹青銅材料：
新建一個受力點，
新建一個線性靜態力學分析。
施加底部的固定約束，和x方向上面的-0.05mm位移約束。
求解支反力，得到3.8443N
而在ANSYS中受力分析得3.366N。與Simsolid的支反力3.844N，相差0.478N，相對誤差12%在允許范圍內。
相對于ANSYS ，和內嵌ANSYS Discovery live的PTC Creo實時仿真除了無法處理模型之外，有SimSolid求解迅速，結構準確度可靠，卻可以方便快捷得創建受力約束點、約束面。是電子消費類產品結構工程師、設計師的得力工具
展開 
基于LS-DYNA的鋁合金前防撞橫梁結構設計與優化
圖5.3 鋁合金前防撞梁100%重疊剛性墻低速碰撞的塑性應變分布
由圖5.4的鋁合金前防撞梁系統100%重疊剛性墻低速碰撞支反力曲線可以看出，在0.054s，即壓縮階段結束時達到了支反力的峰值，為51.91kN，遠高于原鋼制前防撞梁系統最大支反力29.25kN。此時前防撞橫梁達到屈服極限，隨后因為防撞梁系統發生塑性變形，支反力開始下降，直至0.082s降為0，此時平板剛性墻與鋁合金前防撞梁系統基本沒有接觸。
圖5.4 鋁合金前防撞梁系統100%重疊剛性墻低速碰撞的支反力
圖5.5展示了鋁合金前防撞梁系統100%重疊剛性墻低速碰撞中能量變化的情況。能夠明顯的看到，沙漏能非常小，在總能量中占比遠遠低于5%，出現了極少量的負界面能，這是因為出現一定的滑移現象造成的，這說明整個仿真的模型以及計算結果是有效的。隨著時間的不斷增加，整個系統的動能在不斷地減小，而內能在不斷地增加。在0.032s的時候，系統的動能和內能相等。由于0s至0.054s系統處于壓縮階段，所以內能不斷地增加，直到0.054s達到峰值，為723.74J，與原鋼制前防撞梁系統的內能峰值基本一致，但比原鋼制系統能量轉化速度要快；同時動能不斷減小，并在0.054s達到最小值，0J。而在0.054s至0.3s，系統處于回彈階段，所以內能在減小而動能在增加，隨著時間的推移，內能最終趨于穩定值577.03J。
圖5.5 鋁合金前防撞梁系統100%重疊剛性墻低速碰撞的能量
綜上所言，新設計的鋁合金前防撞梁系統整體剛度要高于原鋼制前防撞梁系統的，并且此鋁合金前防撞梁系統在100%重疊剛性墻低速碰撞仿真分析中表現綜合要優于原鋼制前防撞梁系統。因此鋁合金前防撞橫梁的結構設計與優化基本達成目標。
展開 py源代碼|平均應力應變位移輸出至Excel
；RF2—y方向支反力；RF3—z方向支反力
output_constants.py、output_main.py獲取方式如下
公眾號(有限元與力學)任意兩篇文章轉發朋友圈12h后截圖加客服(QQ:416140933)索取
基于HyperWorks的某型貨機貨艙門機構優化設計
在整個運動過程中，機構各部件的受力也不斷發生變化，在開關鎖過程 中，受力比較大的部件主要集中在鎖定機構，在開關門過程中，受力比較大的部件主要集中在開啟機構。
通過貨艙門機構系統整個運動過程的動力學仿真結果可以知道直角拉桿的受力比較大，強度不能滿足設計要求。 直角拉桿連接在鎖定機構電機扭力管上的一端受到電機扭力管傳來的載荷，另一端受到滾輪鎖銷通過導引鎖傳來支反 力載荷。所以要降低直角拉桿的應力，一方面對直角拉桿的連接端點進行優化，增加力臂，減少力值。另一方面減少 導引鎖傳來的支反力載荷。通過 MotionSolve 結合 HyperStudy 的方法進行優化動力學分析，改變導引鎖內腔表面， 也就是改變滾輪鎖銷在導引鎖內腔表面滾動的軌跡，可以有效地減少支反力載荷。
在簡化模型中，在電機軸上施加一個驅動來模擬電機輸出轉矩，在導引鎖處施加一個轉矩來模擬門在解鎖過程中 導引鎖的支反力。通過模型的優化可以看出改變直角拉桿的空間坐標不但可以降低直角拉桿的受力，同時也可以減小 電機的輸出轉矩。
采用優化后的新交點，做出直角拉桿的模型并生成柔性體，導入到貨艙門的剛柔耦合模型中重新計算。優化后的 直角拉桿對應的導引鎖的初始角度比較小，這樣使得在傳給導引鎖扭矩的時直角拉桿對導引鎖的力臂比優化前大，從而減小直角拉桿的受力。
從動力學仿真過程可以發現，在導引鎖將門推開的過程中，導引鎖的有效作用力是導引鎖對鎖銷的作用力在門運 動方向上的分量。影響導引鎖對鎖銷的作用力方向的主要因素是滾輪鎖銷在導引鎖內腔表面滾動的軌跡，因此通過導 引鎖內腔表面調整軌跡來改變導引鎖對鎖銷作用力的方向，使得導引鎖對鎖銷的作用力在門運動方向上的分量增大， 進而來減小直角拉桿的支反力。
展開 ANSYS與材料力學系列教程之軸向拉伸和壓縮（七）
筆者在
《
ANSYS實用功能詳解（一）——弱彈簧
》提到，若使用了弱彈簧，在求解完成以后，我們要插入一個Force Reaction的Probe，用來探測弱彈簧的支反力，以表征這個弱彈簧對結構產生的影響。提取了弱彈簧的支反力結果，我們發現，弱彈簧產生的總體支反力僅為0.27N，可以忽略不計，所以，該結構使用弱彈簧是沒有問題的。
通過計算結果，我們發現材料力學計算的結果為：A點位移1.618mm，B點位移1.56mm；ANSYS計算結果為：A點位移1.6181mm，B點位移1.5606mm，結果基本一致。
2.若力F作用在A點：
我們將1中Step7載荷及約束設置中力F施加在A點，其余設置保持不變。
我們提取F點的位移。選擇Results→Deformation→Directional，在Details of Directional Deformation中，將Scope中的Geometry選擇為點F，Orientation設置為Y Axis，表示我們提取F點在Y方向上的位移，最后右擊Solution（A6），選擇Eevaluate All Results，提取結果。
同樣，我們插入一個Force Reaction的Probe，用來探測弱彈簧的支反力。提取了弱彈簧的支反力結果，我們發現，弱彈簧產生的總體支反力僅為0.203N，可以忽略不計，所以，該結構使用弱彈簧是沒有問題的。
通過計算結果，我們發現材料力學計算的結果為：F點位移1.618mm；ANSYS計算結果為：F點位移1.6181mm，結果基本一致。
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