ansys18的弱彈簧的案例
【實(shí)用功能】ANSYS中的弱彈簧應(yīng)該怎么用？
在本例中，弱彈簧功能（Weak Springs）幫助我們避免了剛體運(yùn)動，完成了計(jì)算，是不是就意味著只要出現(xiàn)了剛體運(yùn)動，就可以使用弱彈簧功能（Weak Springs）呢？答案是否定的。分析中若使用了弱彈簧，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(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。設(shè)置方法如下：
提取支反力結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)，弱彈簧產(chǎn)生的總體支反力僅為1.13e-12N，可以忽略不計(jì)，所以，該結(jié)構(gòu)使用弱彈簧是沒有問題的。在此，筆者也提醒一句，
弱彈簧若非必需，則不用，盡量在結(jié)構(gòu)上想辦法來防止剛體位移。
方法二：使用固定約束等效其中的一個力F。
我們知道，如果只看受力，可將該結(jié)構(gòu)等效為下圖所示結(jié)構(gòu)，此時約束一端的支反力依然為F。
我們將
Step3：載荷及邊界條件設(shè)置為一端受拉，一端為固定約束。關(guān)掉弱彈簧，然后求解。
提取應(yīng)力結(jié)果，除固定約束處存在應(yīng)力奇異外，其余位置應(yīng)力依然為1MPa。
至此，本文結(jié)束。
展開 ANSYS WORKBENCH中弱彈簧的含義
為了約束這極可能存在的剛性位移，我們需要給桿件施加弱彈簧，就是在梁的兩個端面節(jié)點(diǎn)和地面之間加上彈簧，該彈簧的剛度很小很小，一般只有梁單元彈性模量的百萬分之一，這樣，并不會對應(yīng)力和變形計(jì)算造成實(shí)質(zhì)的影響，但是卻可以防止可能存在的剛性位移。這就是ANSYS所采用的方式。
我們現(xiàn)在打開弱彈簧。
請查看上圖中的設(shè)置
首先，我們打開了弱彈簧。就是請ANSYS為我們加上弱彈簧。
接著，我們確定該彈簧的剛度是通過輸入因子的方式確定的。
最后，我們確定該因子是1，就是說，該彈簧的剛度是梁單元彈性模量的百萬分之一。
現(xiàn)在，重新計(jì)算。
計(jì)算完成后，出現(xiàn)了警告信息。
該警告信息與前面一致。只是說ANSYS已經(jīng)為我們添加了弱彈簧。但是并沒有錯誤信息。
查看變形結(jié)果
由于是對稱的拉伸，所以一邊是正向位移，一邊是負(fù)向位移，大小均為0.0025mm,這是對的。總的變形量是0.5mm，這與前面的計(jì)算一致。
應(yīng)力結(jié)果如下圖
可見，應(yīng)力也完全正確。
可見，施加弱彈簧以后，結(jié)果看不出有什么影響，但是沒有出錯信息出現(xiàn)。這就是弱彈簧的好處，既滿足了我們的需求，又使得計(jì)算可以進(jìn)行。
那么，弱彈簧的剛度變大又會如何呢？
我們下面試著把弱彈簧的剛度增加到系統(tǒng)默認(rèn)剛度的100萬倍。
計(jì)算并查看結(jié)果
則變形是
可見，位移發(fā)生了一些改變。
應(yīng)力是
在兩端面，應(yīng)力有些微的改變，大概是8%左右。
仔細(xì)查看左端面
我們可以看出，每個邊的中間點(diǎn)處，應(yīng)力集中。
至此我們可以明白，ANSYS是在每邊的中點(diǎn)處，施加了4根彈簧，而每根彈簧的剛度為我們所指定的剛度。對于另外一個端面也是如此，這樣,ANSYS共施加了8根彈簧。
顯然，由于施加的彈簧剛度過大，導(dǎo)致這里出現(xiàn)了應(yīng)力集中，這影響了我們的計(jì)算結(jié)果，這與實(shí)際情況是不符合的。
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