發(fā)布

遠端力

關(guān)注

創(chuàng)建者：CAE_LJX 創(chuàng)建時間：2021-04-14

遠端力的實例教程

至此，我們大概明白ANSYS是怎么實現(xiàn)遠端力的施加了：首先在遠端力的施加位置建立一個點目標(biāo)單元（170單元）；然后使用一個線目標(biāo)單元（170單元）將點目標(biāo)單元和beam單元連接起來。在施加載荷時，將載荷施加在點目標(biāo)單元上，便完成遠端力的施加。當(dāng)然，我們也可以不用遠端力 Remote Force來計算該題。根據(jù)理論力學(xué)知識，我們可以使用力的平移定理，將力平移到軸上，使用一個力和一個力矩來等效這個偏移軸線的力，計算出的結(jié)果和使用 Remote Force完全一致，讀者可自行嘗試。 Workbench自問世以來，就以操作方便、易上手等優(yōu)點，博取了大多數(shù)CAE工程師的青睞，無奈金無足赤，Workbench雖然優(yōu)點眾多，也有很多缺點：Workbench就像一個黑匣子，我們輸入?yún)?shù)以后，雖然很容易就得到結(jié)果，但ANSYS是怎么處理、怎么計算的，我們很難知道，所以，還是要接受ANSYS經(jīng)典版本（APDL）的洗禮。正如這個例子，通過Workbench雖然很容易就施加了遠端力，而且繪制了彎矩扭矩圖，但遠端力的作用原理，我們還需要ANSYS經(jīng)典來進行理解。為什么叫它“ANSYS經(jīng)典”，因為經(jīng)典終究是經(jīng)典，無法被取代的，才是經(jīng)典。

展開

ANSYS實用功能解析系列教程(三)—Remote Force(遠端力)

展開

關(guān)于結(jié)構(gòu)計算的邊界條件清單

2.3 集中力力可以施加在結(jié)構(gòu)的最外面，邊緣或者表面如圖所示。力將分布到整個結(jié)構(gòu)當(dāng)中去。這就意味著假如一個力施加到兩個同樣的表面上，每個表面將承受這個力的一半。力單位為質(zhì)量*長度/時間2。力可以通過定義矢量，大小以及分量來施加。在支持的求解環(huán)境中，右擊求解類型，選擇Insert>Force，則在細節(jié)窗口出現(xiàn)如圖所示的定義集中力的設(shè)置面板，該面板包括兩個選項：模型范圍選擇（Scope），定義方法（Definition）。 2.4 遠端力 允許在面或者邊上施加偏置的力，設(shè)定力的初始位置（利用頂點，圓或者x,y,z的坐標(biāo)），力可以通過矢量和大小或者分量來定義，這個在面上將得到一個等效的力加上由于偏置的力所引起的力矩，這個力分布在表面上，但是包括了由于偏置力而引起的力矩。遠端力可以施加在空間的任意位置，它的理論根據(jù)為工程力學(xué)中的力的平移定理。該定理敘述如下：在支持的求解環(huán)境中，右擊求解類型，選擇Insert>Remote Force，則在細節(jié)窗口出現(xiàn)如圖所示的定義集中力的設(shè)置面板，該面板包括三個選項：載荷作用范圍（Scope），定義方法（Definition）和高級選項（Advanced）。圖5-13和圖5-14分別給出了耦合作用面和柔性變形作用面對應(yīng)的總體變形云圖，由圖可知，將遠端力作用面設(shè)置為耦合，則該作用面的法向保持不變，而將遠端力作用面的設(shè)置為柔性或剛體，則該作用面會隨著載荷變形而移動。 2.5 軸承載荷軸承載荷僅適用于圓柱形表面。其徑向分量將根據(jù)投影面積來分布壓力載荷。軸向載荷分量沿著圓周均勻分布。一個圓柱表面只能施加一個軸承載荷。假如一個圓柱表面切分為兩個部分，那么在施加軸承載荷的時候一定要保證這兩個柱面都要選中。載荷的單位同力的單位。

展開

用SimSolid 5分鐘完成裝載機工作裝置地面轉(zhuǎn)斗工況分析

整個工況使用了多種不同約束類型，鉸接，重力，遠端力等。視頻是操作過程結(jié)果與OptiStruct對比(OptiStruct中使用的單位為m、Pa): SimSolid計算的最大應(yīng)力為429MPa，OptiStruct計算的最大應(yīng)力為434MPa，相差1.2%。 SimSolid計算的最大位移為11.94mm，OptiStruct計算的最大位移為12.61mm，相差5.3%。總體來說兩個軟件的計算結(jié)果差別不大，但用OptiStruct計算前處理就得花好幾個小時，而SimSolid只需幾分鐘，而且SimSolid學(xué)習(xí)簡單，我只學(xué)習(xí)了幾個小時就開始做這個案例了。

SimSolid模型鋼筋混凝土承臺計算

示意如下圖：圖1.1 橋型布置示意圖圖1.2 橋梁橫斷面圖1.3 橋墩承臺示意圖承臺受力較大且為短、深梁，現(xiàn)行規(guī)范的公式具有較大的筋近似性，因此有必要用實體單元進行校正。本計算主要是計算橋墩的承臺的應(yīng)力分布情況、以間接判斷混凝土承臺開裂情況。承臺寬13.6m，長15.6m，厚4m，其下設(shè)置6根直徑D=2.2m嵌巖樁。承臺底面主筋縱橫向均為HRB400級d=32mm鋼筋，間距均為15cm。先在CAD總建立承臺三維立體模型，輸出為sat導(dǎo)入SimSolid下圖：圖1.4 SimSolid 模型材料：樁基采用C30混凝土；承臺采用C40混凝土；橋墩采用C50混凝土。鋼筋為HRB400級鋼筋。經(jīng)計算加載在承臺頂面橋墩上的內(nèi)力為：軸力N=- 1.12004E+08N；彎矩My=2.52496E+07N·m；彎矩Mz=1.47472E+07N·m。作為遠端力加載在橋墩上。并計入重力。約束情況：承臺與橋墩、樁基程序自動連接。樁底固結(jié)。計算結(jié)果得到計算結(jié)果后先看看樁底反力：圖1.5 樁底反力（單位：N）樁底最大反力為3.9629e7N=39629kN=3963t，與其他程序計算的樁底反力基本接近。

展開