ansys弱彈簧設(shè)置的案例
【實(shí)用功能】ANSYS中的弱彈簧應(yīng)該怎么用？
下面介紹兩種方法：
方法一：弱彈簧Weak Springs。
求解前，點(diǎn)擊Analysis Settings，將Solver Controls中的Weak Springs設(shè)置為On，彈簧剛度設(shè)置為Program Controlled，開啟弱彈簧功能。然后求解。
求解過程中出現(xiàn)了一個(gè)警告：大體意思是物體可能會(huì)產(chǎn)生剛體運(yùn)動(dòng)，軟件把弱彈簧加上了。這樣，求解順利完成，觀察求解結(jié)果，應(yīng)力為1MPa，正確。
弱彈簧的作用原理是什么呢？我們觀察Solution Information的Geometry，發(fā)現(xiàn)軟件在端面的節(jié)點(diǎn)上，添加了Spring，分布在端面的8個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)頂點(diǎn)3個(gè)，來約束每個(gè)頂點(diǎn)上節(jié)點(diǎn)的3個(gè)自由度。我們觀察Solution Information的Worksheet，發(fā)現(xiàn)求解過程中多了24個(gè)彈簧單元Combine14，證實(shí)了軟件在計(jì)算過程中，自動(dòng)添加了彈簧單元完成了計(jì)算。
在Analysis Settings，我們將彈簧剛度設(shè)置為Program Controlled，軟件會(huì)將彈簧剛度設(shè)置為多少呢？我們將結(jié)構(gòu)導(dǎo)入到ANSYS經(jīng)典，在彈簧單元的實(shí)常數(shù)中，我們發(fā)現(xiàn)彈簧單元的剛度為0.00040000000000005N/mm，確實(shí)很弱，這樣來說，不僅解決了剛體運(yùn)動(dòng)的問題，而且不會(huì)對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果造成實(shí)質(zhì)的影響。
在Analysis Settings，彈簧剛度設(shè)置方法除了Program Controlled，還有Factor和Mmanual兩種。
Factor：設(shè)置因子。其值等于Program Controlled標(biāo)準(zhǔn)值乘以你在Factor輸入的值。
展開 ANSYS WORKBENCH中弱彈簧的含義
為了獲得一個(gè)解，ANSYS給我們添加了弱彈簧。如果你想知道更多的信息，請看幫助系統(tǒng)中的troubleshooting部分。
我們先接著看看結(jié)果。
位移的結(jié)果
最大位移是0.005mm，相比前面的解而言，有微弱的變化，可以忽略不計(jì)。
應(yīng)力的結(jié)果
非常好，完全與理論一致，也是我們所需要的結(jié)果。
那么上面出現(xiàn)的警告又是什么意思呢？ANSYS添加了一個(gè)弱彈簧，如果我們不要該弱彈簧會(huì)如何？
8. 關(guān)閉弱彈簧設(shè)置并重新計(jì)算。
設(shè)置一下“anaylysis settings”的細(xì)節(jié)面板如下圖，關(guān)閉弱彈簧。
重新計(jì)算。結(jié)果并沒有出現(xiàn)什么問題，而應(yīng)力和位移與沒有關(guān)閉前一模一樣。可見，該弱彈簧是可以被關(guān)閉的，并不一定需要添加。
9.用集中力取代左邊的位移邊界條件并計(jì)算。
現(xiàn)在壓制左邊的位移邊界條件，
然后在左端面上施加一個(gè)集中力，是拉力，大小為10kn.
現(xiàn)在的邊界條件如下
即：不再有位移邊界條件，而是在左右兩端面分別施加拉力。
對于分析設(shè)置，關(guān)閉弱彈簧如下圖。
開始計(jì)算。結(jié)果出錯(cuò)，信息如下
其中的警告信息如下圖
含義是，在求解過程中遇到了奇異，這是因?yàn)槌霈F(xiàn)了病態(tài)矩陣。這種情況一般是由于材料屬性設(shè)置不合理，模型沒有約束好，或者接觸設(shè)置出了問題。
其中的錯(cuò)誤信息如下
它說，在計(jì)算過程中出現(xiàn)了未知錯(cuò)誤。請檢查求解信息物體的求解器輸出，以便查看可能的原因。
此時(shí)在窗口左邊的樹形大綱上，出現(xiàn)了我們不喜歡的紅色閃電符號(hào)
計(jì)算結(jié)果是值得懷疑的。
我們反省一下。我們所做的改變，只是把邊界條件進(jìn)行了變化，把左端面變成了施加力的情況，左右端面的力是相等的，該桿件應(yīng)該不會(huì)發(fā)生剛性位移，從而也不需要約束。但是ANSYS認(rèn)為我們的模型沒有約束好，這是怎么回事呢？
實(shí)際上，數(shù)值計(jì)算與我們的想象不一致。
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