反力的案例
使用WELSIM進行裝配體的反作用力分析
我們也常會關(guān)心結(jié)構(gòu)在固定端的反作用力。了解了固定端的反作用力，對于工程中的固定件的選擇起著非常重要的作用。結(jié)構(gòu)中常見的反作用類型有，反作用力，和反作用力矩。
今天我們就使用工程仿真軟件WELSIM來對裝配體進行反作用力的分析。一個柱狀結(jié)構(gòu)兩端固定，中間部分兩個不同位置承受著集中力。問題描述如下圖：
為了更好的模擬工況并檢驗數(shù)值的正確性，下面給出一個具體的結(jié)構(gòu)尺寸，受力大小，和材料屬性：
材料屬性
幾何屬性
受力情況
彈性模量E = 2e11
h = 10
F1 = 2000
密度 rho = 7850
a = 3
F2 = 1000
泊松比 v = 0.3
b = 3
下面打開仿真軟件WELSIM，設(shè)置材料參數(shù)，建立幾何模型。由于這個結(jié)構(gòu)是由3個子結(jié)構(gòu)裝配而成的，我們這里還要設(shè)置2個面接觸對，讓三個物體鏈接在一起。
建立的有3個圓柱體組成的裝配體
設(shè)置邊界條件，分別是兩個頂端和底部的全固定約束，中間兩個集中力。如圖：
設(shè)置完畢接觸對與邊界條件
調(diào)整網(wǎng)格劃分參數(shù)，為了得到較為精確的反作用力，這里網(wǎng)格密度劃分的比較高。劃分完畢的網(wǎng)格共有190,595個節(jié)點，128,189個四面體單元。
190,595個節(jié)點，128,189個四面體單元
點擊求解按鈕，很快就完成計算了。接下來分別加入變形，應(yīng)力，和反作用力，來查看結(jié)果。
底部Z方向反作用力為1202
頂端Z方向反作用力為1810
Z方向的變形，最大值為-9.5E-9，負號表示Z反方向
Von_Mise應(yīng)力值，最大值為1.164E3
接下來我們來對比反作用力結(jié)果，計算結(jié)果還是非常接近理論值的。
展開 批量提取Abaqus指定Step-x下 Set節(jié)點集的反力RF（Reaction force） ￥40
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</div><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">提取節(jié)點反力RF(Reaction force)到此全部完成，提取的數(shù)據(jù)將以CSV格式默認保存在待處理的ODB文件放置目錄下。</span></p><h2>4.數(shù)據(jù)處理</h2><p class="ql-align-justify">驗證提取的<span style="color: rgb(25, 27, 31);">反力RF(Reaction force)</span>如下圖所示，使用Hyperview后處理，可以看出提取節(jié)點的<span style="color: rgb(25, 27, 31);">反力RF(Reaction force)</span>與Python腳本后處理的節(jié)點的<span style="color: rgb(25, 27, 31);">反力RF(Reaction force)</span>。綜上所述可以看出該腳本可滿足需求。
展開 結(jié)構(gòu)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(shù)學(xué)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(fù)雜的多物理場耦合，需將力作為未知量
純結(jié)構(gòu)力學(xué)，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(jié)果有差異怎么辦？
檢查網(wǎng)格密度：特別是螺旋路徑上的網(wǎng)格份數(shù)，建議至少3-4 層單元。
檢查大變形設(shè)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 基于Simsolid的超靜定桿支反力對比
為了驗證Simsolid計算結(jié)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(jié)果與理論結(jié)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(wǎng)格
因為網(wǎng)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(jié)果比較
如下表1可知，Simsolid的計算結(jié)果與理論解及某A軟件的計算結(jié)果誤差非常小，可知Simsolid計算結(jié)果是比較可靠的。
表1 計算結(jié)果對比
結(jié)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(diào)用，僅需運行宏就可輕松獲得支反力，省去長串a(chǎn)dd和prod命令（當然直接在后處理用循環(huán)語句也可完成，這里只是給出另一辦法）
調(diào)用命令如下圖，先選所需節(jié)點，再運行宏，就可在時間后處理查看了
選擇所需節(jié)點，這里是多個節(jié)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(jié)構(gòu)的節(jié)點位移單元應(yīng)力分量和支反力
這兩個輸出的是節(jié)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(yīng)力分量。
圖17
點擊窗口的設(shè)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(yīng)的結(jié)果。
圖19
微信公眾號：CAE小花生
VL13.1新功能介紹2:模態(tài)分析輸出約束反力
LMS VL13.1的一個新功能，在計算約束模態(tài)的時候，可以輸出約束反力。這樣在計算加速度激勵下的響應(yīng)的時候，只需要VL就行了，不需要借助第三方Nastran求解器。
1、模型是一個方盒子，底部邊角施加約束。
2、求解約束模態(tài)，輸出約束反力
3、可基于模態(tài)求解加速度激勵下的結(jié)構(gòu)強迫響應(yīng)
感謝superxjw版主在本人學(xué)習(xí)VL過程中的指導(dǎo)幫助！
如何在 SOLIDWORKS Simulation 中查找反作用力
當力作用于物體時，物體會以自身相應(yīng)的力作出反應(yīng)。這種反應(yīng)被稱為合力。
借助 SOLIDWORKS Simulation，我們可以快速輕松地計算合力。
為了幫助我們確定相鄰部件需要多堅固，我們可以找出在承受外部負載時, 保持部件靜止所需要的力。
值得注意的是，所有模擬研究（除了那些通過 Simulation Xpress 運行的研究）都讓我們能夠輕松地實現(xiàn)這一點。
網(wǎng)格化并運行模擬后，右鍵單擊結(jié)果文件夾并選擇“列出合力...”。選擇查看各種力：
反應(yīng)
遠程加載接口
自由體
接觸/摩擦
連接器
在解釋結(jié)果時需要小心，一位客戶曾經(jīng)指出，他們的反作用力總和與施加的力不匹配——如果結(jié)構(gòu)處于靜態(tài)平衡，這是不可能的！
產(chǎn)生這種情況的原因是他選擇了兩個具有公共邊的相鄰面，這就意味著合力加倍，因為沿公共邊的節(jié)點力合并。
相反，從表中讀取或獨立選擇每一面分別給出正確的組合結(jié)果和單獨結(jié)果。
展開 MATLAB/FORTRAN | 鍵基近場動力學(xué)（BBPD）動態(tài)松弛法實現(xiàn)準靜態(tài)單軸壓縮模擬（含預(yù)制裂隙），反力計算應(yīng)力應(yīng)變曲線 ￥119
應(yīng)力應(yīng)變曲線計算：通過反力計算試樣的應(yīng)力應(yīng)變曲線。
MATLAB/Fortran 編寫：代碼結(jié)構(gòu)清晰，算法邏輯直觀，無須配置復(fù)雜的第三方環(huán)境，適合學(xué)習(xí)與二次開發(fā)。
損傷演化可視化：程序包含后處理模塊，可生成裂紋擴展路徑、損傷場分布圖。
參數(shù)可調(diào)：材料參數(shù)、幾何尺寸、離散間距及迭代終止條件均可靈活修改。
在做一個多層柔性管道的受拉模擬，為什么結(jié)果顯示頂端作用拉力與低端反作用力數(shù)值不一樣？
從采集的數(shù)值上看低端參考點RP1的反作用力比頂端 參考點RP2的作用拉力幅值要小約63kn。模型用的是顯示動力分析，動內(nèi)能之比值也小于5%，可看做是準靜態(tài)分析。請問大神們?yōu)槭裁磿霈F(xiàn)這樣的結(jié)果？原因是什么啊？
abaqus支反力為什么不平滑
abaqus做的復(fù)合材料的螺栓連接結(jié)構(gòu)，用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格力很平滑但是厚度方向多了一層，算的慢，用掃掠網(wǎng)格算的快，但是出來的力時震蕩上升的，不知道是為什么
根據(jù)命名自動提取并導(dǎo)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(shù)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(xiàn)的功能是：
1.根據(jù)name selection 定位到相關(guān)面，并施加reaction force
2. Evaluate 各個所需時間下的結(jié)果，并寫成list
3. 將list寫成一定規(guī)律導(dǎo)出到txt文件，以便后續(xù)處理
APDL應(yīng)該也能實現(xiàn)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(shù)據(jù)類型，就可以自動化實現(xiàn)。
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(shù)識別；
2. 復(fù)制代碼，運行。
修改代碼main函數(shù)中的自定義參數(shù)，以及提取信息函數(shù)。Txt結(jié)果如下，
展開 Abaqus邊界和載荷op參數(shù)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(shè)定時保持定值，而在new設(shè)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(fā)生位移。
圖6 集中載荷對比
mod設(shè)定時，X向載荷始終為零；而在new設(shè)定中，在step 2開始時載荷即從零增至與step 1結(jié)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(shè)定時，X向支反力在step 2階段維持恒值；而在new設(shè)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(yīng)外載實現(xiàn)，在分析步完成時對應(yīng)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(shè)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(shè)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(jié)束時的幅值不變。
展開 【ABAUQS】浮置板-隧道-土體-建筑有限元建模及動力響應(yīng) ￥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(wǎng)格圖：
隧道局部網(wǎng)格圖展示：
土體分為三層，且最外邊框采用無限元技術(shù)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(jié)車動力學(xué)，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(yè)軟件都可以實現(xiàn)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(yīng)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(xiàn)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(huán)境。
接下來繼續(xù)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(yīng)扣件位置處進行動力學(xué)求解。下圖展示了在浮置板軌道上的加載位置
結(jié)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(guī)律的正確性
本帖不包含：VTS耦合動力學(xué)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(yīng)內(nèi)容課程
展開 如何選擇柱墩.？
最后聊聊沖切力的問題。筏板基礎(chǔ)沖切驗算時，沖切力如何選擇，一直是個很頭疼的問題。
以前較多采用的是地基平均凈反力來驗算沖切，但很多人覺得這樣做過于浪費，因為對于筏板基礎(chǔ)，柱、墻下的地基反力要遠大于筏板跨中反力的，采用平均反力會高估了沖切力的數(shù)值，所以建議采用有限元計算的筏板反力值來計算沖切力。
但有限元計算的結(jié)果，受有限元分析精度、基床系數(shù)取值、基礎(chǔ)及上部剛度預(yù)估等等因素的影響，其結(jié)果不一定就是非常精確的，所以采用有限元計算的反力去驗算沖切也有可能存在不安全的因素。具體采用什么方式，只能設(shè)計人自己去決定了。
以下介紹及案例來源于“盈建科”
01
上反柱墩
如下圖，柱墩高度1000mm，柱邊緣到柱墩邊緣的距離為850mm，前者較大，從柱邊緣引出45度線與柱墩側(cè)面相交，將這種情況稱為“剛性上柱墩”，筏板的抗沖切承載力只取決于柱墩沖切筏板。與不布置柱墩相比，沖切臨界截面周長增加，沖切錐內(nèi)的基底反力增加，沖切力減小，但沖切錐的有效高度不變。
(a)柱沖切“筏板+柱墩”
(b)柱墩沖切筏板
圖1 剛性上反柱墩
如下圖，柱墩高度1000mm，柱邊緣到柱墩邊緣的距離為1850mm，后者較大，從柱邊緣引出45度線與筏板下皮相交，將這種情況稱為“柔性上柱墩”，筏板的抗沖切承載力同時取決于柱沖切“筏板+柱墩”和柱墩沖切筏板。
展開 