ansys建立弯矩方法

ansys建立弯矩方法
ansys建立弯矩方法

对于3D实体单元的内力计算,可采用面操作(应该是V8以上吧,没有细考!)。例如用悬臂梁采用3D实体单元,其某个截面的的内力计算如下,并具有详细解释。这种方法较原来的更方便,大家不放一用。

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!EX4.31 面操作及悬臂梁的内力计算

FINISH

CLEAR

/PREP7

ET,1,SOLID95

MP,EX,1,2E11

MP,PRXY,1,0.3 !定义单元类型、材料特性

BLC4,2,3,0.2,0.3,4!指定角点位置生成矩形或长方体

DA,2,ALL!在面2上施加约束

FK,1,FY,-2E4

FK,3,FY,-2E4 !创建几何模型、加约束和荷载

FK,3,FX,0.8E4

FK,4,FX,0.8E4

SFA,1,1,PRES,1E6 !在面上施加荷载 SF在节点上施加面载荷

ESIZE,0.05

VMESH,ALL

FINISH

/SOLU

SOLVE !生成有限元模型并求解

FINISH

/POST1 !进入后处理层

WPOFF,,,2

SUCR,SUZ2,CPLANE,3 !移动工作平面、创建面SUZ2

SUMAP,MYSX,S,X

SUMAP,MYSY,S,Y !映射X和Y方向应力

SUMAP,MYSZ,S,Z

SUMAP,MYSXY,S,XY !映射Z和XY方向应力

SUMAP,MYSYZ,S,YZ

SUMAP,MYSXZ,S,XZ !映射YZ和XZ方向应力

SUPL,SUZ2

SUPL,SUZ2,MYSZ !显示面本身、面项MYSZ

SUPL,SUZ2,MYSYZ

SUPL,SUZ2,MYS !显示面项MYSYZ,矢量显示应力

SUPR,ALL,MYSZ !列表显示MYSZ面项

SUEVAL,XFORCE,MYSXZ,INTG !求截面上FX,理论结果为-16000,误差1%

SUEVAL,YFORCE,MYSYZ,INTG !求截面上FY,理论结果为40000,误差0.5%

SUEVAL,ZFORCE,MYSZ,INTG !求截面上FZ,理论结果为-6000,没有误差

SUEVAL,MYA,DA,SUM !求截面面积并赋给MYA变量

SUEVAL,MYYA,GCY,INTG !求关于X轴的面积矩并赋给变量MYYA

MYYA=MYYA/MYA !得到面积重心到X轴的距离=面积矩/面积

SUEVAL,MYXA,GCX,INTG !求关于Y轴的面积矩并赋给变量MYXA

MYXA=MYXA/MYA !得到面积重心到Y轴的距离=面积矩/面积

SUCALC,SZGCY,MYSZ,MULT,GCY !计算MYSZ×GCY,并赋给面项SZGCY

SUEVAL,MX1,SZGCY,INTG !对面项SZGCY在面上积分得到MX1

SUCALC,SZGCX,MYSZ,MULT,GCX !计算MYSZ×GCZ,并赋给面项SZGCX

SUEVAL,MY1,SZGCX,INTG !对面项SZGCX在面上积分得到MY1

!上述弯矩基于总体直角坐标系原点而言的,应对面积重心取矩,将内力简化到面积重心上MX1=MX1-ZFORCE*MYYA !理论结果为80000,误差为0.08%

MY1=MY1-ZFORCE*MYXA !理论结果-32000,误差为0.2%

施加弯矩扭矩方法总结

施加弯矩扭矩的方法其实不只三种,有很多种方法,在这里介绍其中的5种,并进行比较:

1.将矩转换成一对的力偶,直接施加在对应的节点上面。

2.在构件中心部位建立一个节点,定义为mass21单元,然后跟其他受力节点耦合,形成刚性区域,就是用cerig命令。然后直接加转矩到主节点,即中心节点上面。

3.使用mpc184单元。是在构件中心部位建立一个节点,跟其他受力节点分别形成多根刚性梁,从而形成刚性面。最后也是直接加载荷到中心节点上面,通过刚性梁来传递载荷。

4.通过rbe3命令。该方法与方法2很接近。

5.基于表面边界法:主要通过定义一个接触表面和一个目标节点接触来实现,弯矩荷载可以通过在目标节点上用“F”命令施加。

对于方法1,通过转换为集中力或均布力,比如施加扭矩,把端面节点改成柱坐标,然后等效为施加环向的节点力;而施加弯矩,可以将力矩转化为端面的剪切均布力;但这种方法比较容易出现应力集中现象;

方法2,定义局部刚性区域,施加过程venture讲的很详细,这里就不在赘述。根据他的例子,我在下面给出了一段命令流。该方法有个不足,它在端面额外的增加了一定的刚度,只能适用于小变形分析。

方法3,相对方法2来说,采用刚性梁单元,适用范围更广一些,对于大应变分析也能很好的适用。但在小应变分析下,方法2和方法3没有什么区别。

方法4,定义一个主节点,施加了分布力面,应该说跟实际比较接近一点,但端面的结果好像不是很理想,结果有点偏大,在远离端面处的位置跟实际很符合。

方法5,它具体的受力形式有如下两种:

刚性表面边界(Rigid surface constraint)-认为接触面是刚性的,没有变形,和通过节点耦合命令CERIG比较相似;

分布力边界(Force-distributed constraint)-允许接触面的变形,和边界定义命令RBE3相似。

使用这种方法,需要用KEYOPT(2) = 2打开接触单元的MPC(多点接触边界)算法,

下面针对venture给出的例题,用不同的方法来实现的命令流。

方法1不介绍了,方法2:

/PREP7

ET,1,95

ET,2,21

KEYOPT,2,3,0

R,1,1E-6

MP,EX,1,2.01e5

MP,PRXY,1,0.3

CYLIND,15,10,0,200,0,360,

wpro,,90,

vsbw,all

wpro,,,90

vsbw,all

WPCSYS,-1,0

K,17 , , ,210

lsel,s,,,13,16,1

lesize,all, , ,8, , , , ,1

lsel,s,,,22

lesize,all, , ,4, , , , ,1

lsel,s, , ,17,20,1

lsel,a, , ,26,27,1

lsel,a, , ,30,31,1

lesize,all, , ,20,0.4, , , ,1

alls

vmesh,all

!!!!!下面一段开始各个方法有所不同,由于前面的建模一样,后面的例子就不再给出ksel,s,,,17

type,2

real,1

kmesh,all

allsel

nsel,s,loc,z,200,210

npolt

CERIG,node(0,0,210),ALL,ALL, , , ,

!!!!!CERIG命令定义局部刚性区域

allsel

/SOLU

f,node(0,0,210),mz,10e5

FINISH

!!!!!以下一段边界条件的施加各种方法一样,后面例子也不再赘述

/SOL

nsel,s,loc,z,0

d,all,all

allsel

solve

方法3:使用MPC184单元定义刚性梁

/PREP7

ET,1,95

et,2,184

keyopt,2,1,1

MP,EX,1,2.01e5

MP,PRXY,1,0.3

CYLIND,15,10,0,200,0,360,

wpro,,90,

vsbw,all

wpro,,,90

vsbw,all

WPCSYS,-1,0

K,17 , , ,210

lsel,s,,,13,16,1

lesize,all, , ,8, , , , ,1

lsel,s,,,22

lesize,all, , ,4, , , , ,1

lsel,s, , ,17,20,1

lsel,a, , ,26,27,1

lsel,a, , ,30,31,1

lesize,all, , ,20,0.4, , , ,1

alls

vmesh,all

nsel,s,loc,z,200

n,15000 ,0,0,210

type,2

*get,nnum,node,0,count

*get,ND,node,0,num,min

*do,i,2,nnum

!!!!节点个数是nnum,只需要生成nnum个mpc单元E, 15000,ND

ND=NDNEXT(ND)

*enddo

allsel

/SOLU

f,node(0,0,210),mz,10e5

FINISH

/SOL

nsel,s,loc,z,0

d,all,all

allsel

solve

……

方法4:rbe3命令

……

ET,2,21

KEYOPT,2,3,0

R,1,1E-6

K,17 , , ,210

ksel,s,,,17

type,2

real,1

kmesh,all

allsel

nsel,s,loc,z,200

*get,nnum,node,0,count

*get,ND,node,0,num,min

*dim,sla,array,nnum

*dim,sla2,array,nnum

*do,i,1,nnum

sla(i)=ND

sla2(i)=ND

ND=NDNEXT(ND)

*enddo

allsel

rbe3,node(0,0,210),all, sla,sla2

/SOLU

f,node(0,0,210),mz,10e5

FINISH

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